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POTENCIA MECANICA
La potencia mecánica se define como la rapidez con que se realiza un trabajo. Se mide en watts (W) y se dice que existe una potencia mecánica de un watt cuando se realiza un trabajo de un joule por segundo:
1 W = J/seg.
Por ejemplo, mientras una persona sube por una escalera un bulto de cemento de 50 kg a un departamento que se encuentra en reparación en el cuarto piso de un edificio, otra persona utilizando una polea, sube otro bulto de 50 kg hasta el mismo piso en un menor tiempo, ¿quién realiza mayor trabajo? puesto que cada quien elevó un bulto de 50 kg a la misma altura el trabajo realizado es el mismo, sólo que uno lo efectuó en menor tiempo.
El hombre siempre ha buscado realizar su trabajo en el menor tiempo posible, de ahí la necesidad de introducir un nuevo concepto que señale claramente con qué rapidez se hace un trabajo, este concepto recibe el nombre de potencia. Por definición: Potencia mecánica es la rapidez con que se realiza un trabajo. Su expresión matemática es:
P = T
t
donde:
P = potencia en Joules/seg = watts (W).
T = trabajo realizado en Joules (J).
t = tiempo en que se realiza en trabajo en segundos (seg).
Como se observa, la unidad usada en el Sistema Internacional para medir potencia es el watt y significa trabajo de un joule realizado en un segundo. (En honor al escocés James Watt, 1736-1819, famoso por la construcción de una máquina de vapor).
Sin embargo, todavía se emplean las siguientes unidades prácticas: el caballo de fuerza (H.P.) y el caballo de vapor (C.V.)
1 H.P. = 746 Watts 1 C. V. = 736 Watts.
Como el trabajo es igual a T = Fd y como la potencia es P = T/d = Fd/t, pero d/t = v (velocidad) entonces la potencia es igual a:
P = Fv.
P = Potencia mecánica en Watts.
F = Fuerza en en Newtons.
v = velocidad en metros por segundo (m/seg).
Esta expresión permite calcular la potencia si se conoce la velocidad que adquiere el cuerpo, misma que tendrá una dirección y un sentido igual a la de la fuerza que recibe .
Para conocer la eficiencia (η) o rendimiento de una máquina que produce trabajo, tenemos la expresión:
η = Trabajo producido por la máquina x 100.
Trabajo suministrado a la máquina.
Resolución de problemas
Calcular la potencia de una grúa que es capaz de levantar 30 bultos de cemento hasta una altura de 10 metros en un tiempo de 2 segundos, si cada bulto tiene una masa de 50 kg.
Datos Fórmula
P = ¿ P = T/t = Fd/t
m = 30 x 50 kg
m = 1500 kg
h = 10 m
t = 2 seg
Solución : Para elevar los 30 bultos a velocidad constante, debe desarrollarse una fuerza igual a su peso, donde :
F = P = 1500 kg x 9.8 m/seg2. = 14 700 Newtons.
P = 14700 N x 10 m/2 seg = 73500 Watts.