Asignatura: Física
Autor: lucaspassaro68771
hace 8 años

4. El movimiento del pistón de un motor de automóvil es aproximadamente armónico
simple.
a. Si la carrera del pistón (el doble de la amplitud) es de 10 cm y el motor trabaja
a 3500 rev/min, calcule la magnitud de la aceleración que tiene el pistón en el
extremo de su carrera, en m/s2 (AMPLITUD CALCULADA: A = 0,1/2 = 0,05m)
b. Si el pistón tiene una masa de 450 g, calcule la fuerza neta en newton que se
ejerce sobre él en ese punto. ¿Cuál sería la masa en kg con un peso equivalente
a esta fuerza?
c. Calcule la magnitud de la velocidad en m/s y la energía cinética en J que tiene
el pistón en el punto medio de su carrera.
d. Calcule la potencia media en watt y en hp, que se requiere para acelerar el
pistón desde el reposo, hasta la rapidez determinada en la letra c.
e. Repita las letras b., c. y d. con el motor trabajando a 7000 rev/min

Respuestas

Respuesta dada por: luismgalli

La aceleración que tiene el pistón en el extremo de su carrera es: 6716,81 m/seg². La fuerza neta es: 3022,56 N. La velocidad y la energía cinética que tiene el pistón en el punto medio de su carrera es 18,325 m/seg y 75,55 joules respectivamente. La potencia media en watt y en hp es de 55388,412 watts y 74,247 hp

Los valores las letras b., c. y d. con el motor trabajando a 7000 rev/min. son :

b. F=302,.56 N; m= 308,42 Kg

c. V = 36,65 m/seg ; Ec= 302,25 joules.

d. P = 110776.824 watts; 148.49 hp .

Explicación paso a paso:

Movimiento armónico simple Movimiento Armonico Simple:

a. Si la carrera del pistón (el doble de la amplitud) es de 10 cm y el motor trabaja a 3500 rev/min, calcule la magnitud de la aceleración que tiene el pistón en el extremo de su carrera, en m/s²

Datos:

A = 10 cm/2 = 0,05 m

f = 3500 rev/min* 1min/60seg = 58,33 hz

a=?

Trabajo:

W = 2*π*f = 2*π*58,33 rev/seg

W = 366,519 rad/seg

Aceleración:

a = W²* A

a = (366,519 rad/seg)²*0,05 m

a = 6716,81 m/seg²

b. Si el pistón tiene una masa de 450 g, calcule la fuerza neta en newton que se ejerce sobre él en ese punto. ¿Cuál sería la masa en kg con un peso equivalente a esta fuerza?

m = 450 g (1kg/1000gr) = 0,45 Kg

Fuerza:

F = m*a

F= 0,45 Kg * 6716,81 m/seg²

F= 3022,56 N

Masa:

m = P/g

m = 3022,56N /9,8 m/seg²

m = 308,42 Kg

c. Calcule la magnitud de la velocidad en m/s y la energía cinética en J que tiene el pistón en el punto medio de su carrera.

Velocidad:

V = W*A

V = 366,519 rad/seg * 0,05 m

V= 18,325 m/seg

Energía Cinética:

Ec =1/2 m*V²

Ec = 0,5*0,45 Kg * (18,325 m/seg )²

Ec= 75,55 joules.

d. Calcule la potencia media en watt y en hp, que se requiere para acelerar el pistón desde el reposo, hasta la rapidez determinada en la letra c. e. Repita las letras b., c. y d. con el motor trabajando a 7000 rev/min

Datos:

Vo=0

Vf = 18,325 m/seg

Potencia:

P = F* V

P = 3022,56 N * 18,325 m/seg

P = 55388,412 watts

En Hp :

55388,412 watts * 1hp / 746 watts = 74,247 hp

e. Repita las letras b., c. y d. con el motor trabajando a 7000 rev/min

P= 7000 rev/min* 1min/60seg = 116,67 rev/seg

W = 2*π*f = 2*π*116,67 rev/seg