Preguntas interesantes

¿Son lo mismo masa y peso?

No, la masa es una propiedad característica del mismo y está relacionado con el número y clase de partículas y el peso es la fuerza con la que atrae la Tierra a un cuerpo y depende de la masa y la gravedad.



¿Qué pesa más, 1kg de paja o 1kg de hierro?

Para obtener la masa real habrá que pesar las cosas al vacío, sin aire alrededor porque en la Tierra al ser la paja más voluminosa entra más aire dentro y pesa más.

Unidad didáctica V: Energía nuclear y química

NUCLEAR:

Nuclear > Núcleo



El núcleo se fusiona ( unir ) o se fisiona ( separa o rompe ), para liberar una gra cantidad de energía.



Energía = Variación de masa x velocidad de la luz (2)

E = mc(2)

QUÍMICA:

La energía liberada por un combustible depende de su poder calorífico

Eq= m x Pc m= masa Pc= Kcal/ Kg

Unidad didáctica IV: Energía potencial

Energía potencial elástica:

La suma de las energías cinética y potencial elástica es la energía mecánica total, y el trabajo de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo excepto la fueza F al incremento de la energía mecánica total.

Si el trabajo de P es mayor que cero, la energía mecánica aumenta, si es menor que cero, diminuye y si es igual a cero, se mantiene constante.

Fórmulas:

T.elas.= -[(1/2)k x2(2) - (1/2)k x1(2)]

W.elas. + W.pot. = Incremento de E.cin.

Energía potencial gravitatoria

Es aquella que poseen los cuerpos al estar a una determinada altura.

Fórmulas:

Wp = Incremento Ep.elas. + Incremento Ecin.

T = Fuerza x Espacio x cos (alfa)

S = (1/2)g x t(2)

V = raíz de(2 x g x h)

Unidad didáctica III: La Caloría

Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar a la presión normal a un gramo de agua de 14.5 Gº C a 15.5 Gº C.


1Cal = 4.18J
1J = 0.24Cal

SISTEMA	POTENCIA (P)	TRABAJO (W)	TIEMPO (T)
CGS	Ergio/seg	Ergio (Er)	seg
MKS	Julio/seg = W	Julio (J)	seg
Técnico	Kpm/seg	Kpm	seg

W = F x espacio
Potencia = Trabajo/Tiempo > 1 Caballo de potencia = 75kpm/seg
HP = 736W Horse Power
CV = 735W Caballos

Unidad didáctica II: El Trabajo

SISTEMA	TRABAJO (W)	FUERZA (F)	ESPACIO (e)
CGS	Ergio (Er)	Dina (D)	cm
MKS	Julio (J)	Newton (N)	m
Técnico	Kpm	Kp	m

Trabajo (W) = Fuerza (F) x Espacio (e) x coseno de α (cos. α)











Kpm = 9.8 J
Kpm = kp x 1m
Kpm = 9.8 x 1m = 9.8 J
K x m = J

1J à Ergios
1J = 10(7)Ergios
1J = 1N x 1m cm = 10(2)m 1J = 10(7) Ergios (10(5) x 10(2))
1N = 10(5) Dinas Dinas x cm = Ergios
1N = 1kp x 1m/s(2)

Unidad didáctica I: La Energía

1.1 à Concepto de Energía
a) La capacidad para que ocurra algo
b) Young, aceptan energía como: capacidad para realizar un trabajo
Eà Trabajo = F x Energía

Unidades de fuerza, Fuerza = Masa x aceleración

SISTEMA	FUERZA (F)	MASA (M)	ACELERACIÓN (a)
CGS	Dina (D)	gr	cm/s(2)
MKS	Newton (N)	Kg	m/s(2)
Técnico	Kp	U.T.M.	m/s(2)

Masa = Fuerza x Aceleración

1kp = 1u.t.m. x 1m/s(2)
1kp = m x g
u.t.m. = 9.8kg
1kp = 9.8 N > 1 kp = 9.8k x 1m/s(2)
1u.t.m. = 9.8kg
1kp > Es la fuerza con la que atrae la tierra a un cuerpo de 1kg de peso

Problemas Resueltos: Cinemática (Mecánica)

Problema Número 1:

Un cuerpo de 5 Kg inicialmente en reposo está situado en un plano horizontal sin rozamiento y se aplica una fuerza horizontal y constante de 100 N durante 5 min. Con esa fuerza el cuerpo logra desplazarse 240 m.

a) ¿Qué trabajo se realizó? Expresa el resultado en Kg/m.

b) ¿Cuál es el valor de la potencia mecánica desarrollada?

Solución:

a) W= F x e

W= 100N x 240m

W= 24 x 10(3) N/m= 24 x 10(3) J

1 kg/m= 9,8 J > (1 Kg/m)/(9,8 J)= 1

W=24 x 10(3) J x (1 Kg/m / 9,8 J)= 2,449 x 10(3) Kg/m

b) P= W/t > t= 5 min x (60 seg/1 min)= 300 seg

P= (24 x 10(3) J)/(300 seg)= 80 Watios

Problema Número 2:

Se arrastra una piedra tirando de ella mediante una cuerda que forma con la horizontal un ángulo de 30º, y a la que se aplica una fuerza constante de 40 Kp. ¿Cuánto vale el trabajo realizado en un recorrido de 200m?

Solución:

W=F x e x cos ángulo

F= 40 Kp > 9,8 N= 1 Kp > 9,8 N/ 1 Kp= 1

F(N)= 40 Kp x (9,8 N/ 1 Kp)= 392 N

W= 392 N x 200 m x cos 30º(0,87)= 68208 J

Problema Número 3:
Mediante un motor de 1/5 caballos de potencia, un cuerpo asciende 10 m en 2 s. ¿Cuál es la masa del cuerpo?

J/seg= Watios > 1 CV= 735 W

P= 1/5 CV (735 W/ 1 CV)= 147 W

147 W= W/ 2s > W= 147 W x 2 seg= 294 J

(294 J)/(9,8 J/Kg)= 3 Kg

Problema número 4:

Un proyectil de 0,4 Kg, atraviesa una pared de 0,5 m de espesor. La velocidad del proyectil al llegar a la pared es de 400 m/s, y al salir de 100 m/s. Calcular:

a)La energia cinética del proyectil al impactar con la pared y al salir de ella.

b)El trabajo realizado por el proyectil

a) Ec = m 1/2 x v(2)

Ec1 = 1/2 (0,4) x (400m/s)(2)

Ec1 = 32000 J

Ec2 = 1/2 (0,4) x (100m/s)(2)

Ec2 = 2000 J

b) W = (Ec2 - Ec1)

W = 2000 - 32000

W = -30000 J

Problema número 5:

Un objeto de 50 Kg se halla a 10 m de altura sobre la azotea de un edificio, cuya altura, respecto al suelo, es de 250 m. ¿Qué energía potencial gravitatoria posee dicho objeto?

EPg = m x g xh

EPg = 50Kg x 9,8M/s(2) x 260 m = 127400 J

Problema numero 6:

Desde un helicótero a una altura de 100 m sobre la superficie terrestre, se suelta un objeto de 2Kg. Calcula la energía mecánica, cinética y potencial en los puntos siguientes:

a)Antes de soltar el cuerpo

b)Cuando está a 50 m del suelo

c)Cuando está a 10 m del suelo

d)Justo antes de impactar contra el suelo

Nota: g=9,8 m/s(2)

Em = Ep + Ec

a) Em1 = m x g x h

Ep1 = 2 x 9,8 x 100 = 1960 J

Ec1= 0 J

b) Ep2 = 2x 9,8 x 50 = 980 J

Ec2 = 1960 - 980 = 980 J

c)Ep3 = 2 x 9,8 x 10 = 196 J

Ec3 = 1960 - 196 = 1764 J

d)Ep4 = 0 J

Ec4 = 1960 J

Problema número 7:

Un muelle, de longitud 20 cm, se alarga 8 cm al aplicarle una fuerza de 2 N. ¿Qué energía potencial elástica posee en estas condiciones?

Epel > W = 1/2 k x (equis al cuadrado)

Delta de equis = 28 - 20

Delta de equis = 8 cm > x = 0,08 m

W = 1/2 x 25 N/m x (0,08)(2) = 0,08 J

Problema número 8:

Sea la constante K de un resorte igual a 24 N/m, y 4 Kg de la masa del cuerpo. Este se encuentra inicialmente en reposo y el resorte no está alargado. Supongamos que se ejerce sobre el cuerpo una F constante de 10 N y que no existe rozamiento. ¿Cuál será la velocidad del bloque cuando se haya desplazado 0,5 m? Si cesa de actuar la fuerza F cuando el cuerpo se haya desplazado 0,5 m, ¿cuánto seguirá avanzando éste antes de detenerse?

Wp = AEk + AEc

F x e = (Ek2 - Ek1) + (Ec2 - Ec1)

10 x 0,5 = 3 J

Em = Ep + Ec > 5 = 3 + Ec

Ec = 2 J

E = 1/2 x 4 x v(2)

2 = 2 x v(2)

V = 1 m/s

2 + 3 = 5 > 1/2 k x (Equis)(2) = 5 J > x = 0,64 m

Habrá avanzado 0,14 m después de que P cese.

Problema número 9:

Una bala de 30 gr con velocidad horizontal de 540 m/s atraviesa un poste de madera de 15 cm de espesor. La resistencia opuesta por el poste de madera es de 500 Kp. ¿A qué velocidad saldrá la bala después de haber atravesado el poste?

m = 0,03 Kg

Vo = 540 m/s0,15 m

500 Kp

500 Kp x (9,8N/1Kp) = 4900 N

W = F x e

W = 4900 x 0,15 = 735 J

W = AEc = Ec2 - (1/2 x m x v(2)) = 735 J

Ec2 = 5109 J

V(2) = 5109/0,015

V = 583 m/s

Problema número 10:

Se dispara una bala de 30 gr con un cañón de 1 cm de diámetro y 75 cm de longitud. La velocidad de salida es de 500 m/s. Hallar la energía cinética de la bala y la presión de los gases en la boca del cañón.

Ec = 1/2 x m x v(2)

Ec = 1/2 x 0,03 x 500(2)

Ec = 3750 J > W = F x e

P = F/S > F = 3750/0,75 = 5000 N > S = 3,14 x R

P = 5000/0,00785

P = 63661977 Pa
P = 6366,19 N/m(3)

Problema número 11:

Calcular la potencia necesaria para arrastrar un tren de 100 T por una rampa del 1% de pendiente a la velocidad de 32 Km/h.

32 Km/h x 1000 m/1 km x 1 h/3600 seg = 8,89 m/s

P = W/t = (F x e)/t = F x v

F = m x a > F = 100000 Kg x 9,8 m/s(2)

F = 980000 N

1% > 0,01 = tg alfa

alfa = 0,57º

P = (980000 x sen 0,57) x 8,89

P = 86670,82 W

Problema número 12:

Calcular la potencia de salto de un salto de agua cuyo caudal es de 18.000 M(3)/hora, y cuya altura de caida es de 22 m.

P = W/t > W = F x e > F = m x a

18.000 m(3) x 1000 dm(3)/1 m(3) x 1 l/ 1 dm(3) x 1 Kg/1 l = 1,8 x 10(7) kG

F = 1,8 x 10(7) Kg X 9,8 m/s(2) = 1,764 x 10(8) N

W = 1,764 x 10 (8) N x 22m

W = 3,8808 x 10 (9) J

P = (3,8808 x 10 (9) J)/3600 seg

P = 1,078 x 10(6) W