Una persona tiene una masa de 64kg y sube hasta el tercer piso de un edificio, a una altura de 15m. Primero sube la escalera corriendo y tarda 50 segundos. luego sube la escalera caminando lentamente y tarda 180 segundos.
a)calcula el trabajo realizado en ambas ocasiones
B) ¿En que situación se realiza mayor trabajo?
C) ¿En que situación fue mas eficiente realizar el trabajo? ¿Porque?
Respuestas
a)
Trabajo realizado.
El trabajo realizado es el mismo, ya que para ambos casos los datos son los mismo, osea 64 kg y 15 m, entonces calcular el trabajo.
,
Fórmula
W = F * d
,
Datos
1) Fuerza = En este caso será la fuerza normal ( fuerza peso )
Fuerza peso = masa * constante de gravedad ( g )
Datos
Masa = 64 kg
Constante de gravedad ( g ) = 10 m/ s^ 2
,
Reemplazar
Fp = m * g
Fp = 64 kg * 10 m/ s^ 2
Fp = 640 N, lo que significa que la fuerza normal o fuerza peso es de 640 N.
,
Se obtiene la fuerza peso que es de 640 N.
1 ) Fuerza = 640 N
,
2) Distancia ( d ) = 15 m
,
Reemplazar
W = F * d
W = 640 N * 15 m
W = 9600 J, lo que significa que el trabajo es de 9600 J.
,
Respuesta, el trabajo realizado en ambas ocasiones es de 9600 J.
,
b)
¿ En qué situación se realiza mayor trabajo ?
Respuesta, en ambas se realiza el mayor trabajo, por lo que ninguna realizará mayor trabajo que otra.
,
c)
¿ En que situación fue más eficiente ? , en otra palabras sería ¿ En cuál se hace en un menor tiempo posible? o ¿ cuál es más rápida ?
,
Para resolver la pregunta, se calcula potencia mecánica de cada momento.
,
- Algunos criterios :
Potencia mecánica = Mide la rapidez de un trabajo.
Mayor potencia mecánica = Más rápido realiza un trabajo.
,
Desarrollo
1era parte
,
Fórmula
P = W/ t
,
1) 1er momento
Datos
Trabajo ( W ) = 9600 J
Tiempo ( t ) = 50 s
,
Reemplazar
P = W/ t
P = 9600 J/ 50 s
P = 192 watt , lo que significa que la potencia mecánica del momento 1 es de un total 192 watt.
,
Se obtiene que la potencia del momento 1 es de 192 watt.
,
2) 2do momento
Datos
W = 9600 J
t = 180 s
,
Reemplazar
P = W/ t
P = 9600 J/ 180 s
P = 53,33 watt, lo que significa que la potencia del 2do momento es de un total de 53,33 watt.
,
Se obtiene que en el 2do momento la potencia de la fuerza es de 53,33 watt.
,
,
2da parte
Se obtiene que
- Momento 1 = 192 watt
- Momento 2 = 53,33 watt
,
Entonces se concluye que :
Potencia 1 ≥ Potencia 2
Como la potencia 1 es mayor a la potencia 2, el momento 1 es más rápido o más eficiente que el momento 2.
,
Respuesta ;
a) En el momento 1 se realiza un trabajo más eficiente comparado con el momento 2.
b) Porque el momento desarrolla una mayor potencia mecánica que el del momento 2.