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Mecánica Ejercicio adicional 10 trabajo, energía y potencia.
#1
Hola, esta tratando de resolver el este problema y me surgue un problema. Cuando cálculo por trigonometría la hipotenusa del triángulo (conozco el ángulo 30, y la altura que es 20 y sería el cateto opuesto al angulo) me da 40. Este sería la distancia recorrida por la caja y cuando lo uso en la fórmula de potencia para saber el tiempo no me da. Puede decirme que esta mal ?
Y con respecto al punto B, la única fuerza es el peso, entonces puedo usar el mismo tiempo que en el punto anterior o tengo que calcular uno nuevo ?
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#2
Hola Daiana,

Es correcto el valor de 40 m, ésa es la distancia recorrida por la caja. ¿Qué expresión usaste para potencia y cómo? Para saber en qué te equivocaste, necesitaría saber qué usaste y qué reemplazaste. Por ejemplo, si usás ésta:

Potencia(de la fuerza F) = Trabajo(de la fuerza F) /DeltaT

Si usaste esta expresión, tendrías que calcular primero el trabajo de la fuerza... el tema es que aquí hay que darse cuenta de a QUE FUERZA se refieren. Como el problema se refiere a la fuerza que hace el operario a través de la cuerda, entonces la fuerza a la que se le calcula la potencia es la TENSION DE LA CUERDA. Y ése es el trabajo que hay que calcular. Pero previamente, tendrías que calcular la tensión de la cuerda, con 2da. Ley.

Otra forma de plantear el problema es con la propiedad:

Potencia(de las fuerzas No Conservativas) = DeltaEm / DeltaT

Aquí la tensión es la única fuerza no conservativa, por lo tanto, podemos igualar:

Potencia (de la fuerza F) = Potencia (de las fuerzas No Conservativas)

¿Lo hiciste de alguna de estas maneras?

Con respecto al B: NO, la única fuerza no es el Peso! Se supone que para subir un cuerpo, se lo ata a una cuerda y se lo sube. La velocidad sería constante, y la misma que en el caso anterior (ésa es la consigna). O sea que: primero tendrías que "volver atrás", calcular la velocidad, y usar esa velocidad en el nuevo caso.

El tiempo NO va a ser el mismo... tené en cuenta que la situación cambió por completo. Primero se arrastra la caja por un plano inclinado, a lo largo de 40 m, con cierta velocidad. Pero después, se sube a la caja, verticalmente, con la MISMA velocidad que antes, pero ahora recorre sólo 20 m, porque va vertical. ¿Te parece que el tiempo nuevo va a ser igual, menor o mayor que antes?

Avisáme si necesitás más ayuda.

Saludos,
Miriam
Responder
#3
(16-07-2019, 08:42 PM)miriamlaura escribió: Hola Daiana,

Es correcto el valor de 40 m, ésa es la distancia recorrida por la caja. ¿Qué expresión usaste para potencia y cómo? Para saber en qué te equivocaste, necesitaría saber qué usaste y qué reemplazaste. Por ejemplo, si usás ésta:

Potencia(de la fuerza F) = Trabajo(de la fuerza F) /DeltaT

Si usaste esta expresión, tendrías que calcular primero el trabajo de la fuerza... el tema es que aquí hay que darse cuenta de a QUE FUERZA se refieren. Como el problema se refiere a la fuerza que hace el operario a través de la cuerda, entonces la fuerza a la que se le calcula la potencia es la TENSION DE LA CUERDA. Y ése es el trabajo que hay que calcular. Pero previamente, tendrías que calcular la tensión de la cuerda, con 2da. Ley.

Otra forma de plantear el problema es con la propiedad:

Potencia(de las fuerzas No Conservativas) = DeltaEm / DeltaT

Aquí la tensión es la única fuerza no conservativa, por lo tanto, podemos igualar:

Potencia (de la fuerza F) = Potencia (de las fuerzas No Conservativas)

¿Lo hiciste de alguna de estas maneras?

Con respecto al B: NO, la única fuerza no es el Peso! Se supone que para subir un cuerpo, se lo ata a una cuerda y se lo sube. La velocidad sería constante, y la misma que en el caso anterior (ésa es la consigna). O sea que: primero tendrías que "volver atrás", calcular la velocidad, y usar esa velocidad en el nuevo caso.

El tiempo NO va a ser el mismo... tené en cuenta que la situación cambió por completo. Primero se arrastra la caja por un plano inclinado, a lo largo de 40 m, con cierta velocidad. Pero después, se sube a la caja, verticalmente, con la MISMA velocidad que antes, pero ahora recorre sólo 20 m, porque va vertical. ¿Te parece que el tiempo nuevo va a ser igual, menor o mayor que antes?

Avisáme si necesitás más ayuda.

Saludos,
Miriam

La fórmula que use es P= trabajo de la fuerza dividido el tiempo.

Hice el diagrama de cuerpo libre quedó:
T - px (componente del peso)=O. (Velocidad constante)
Entonces la tensión sería igual a la componente del peso. 
La componente del peso la cálculo como:
Px=seno30*150N.
Y el resultado del mismo lo uso en la siguiente expresión
L= Px*Distancia del recorrido (que es 40).
Y con el trabajo despejo en la primera expresión y cálculo el tiempo y me 100.
Mi duda es si exprese bien las fuerzas que actúan y también si calcule bien la componente del peso, o sólo me dio de casualidad.
Responder
#4
Hola!

Todo lo que decís está correcto! O sea que T = Px = 75 N

Y entonces, L(tensión) = 75 N . 40 m = 3000 J

Usando la expresión de potencia, da DeltaT = 100 s... está todo bien lo que hiciste; no te dio de casualidad.

Fijáte si podés seguir con el ítem b); atención que hay varias cosas que cambian (no sólo el DeltaT).

En el ítem b), también vas a tener un diagrama de cuerpo libre... la aceleración también es cero, y ahí vas a poder calcular la NUEVA tensión.

Avisáme si seguís con dudas.

Saludos,
Miriam
Responder
#5
(17-07-2019, 12:38 AM)miriamlaura escribió: Hola!

Todo lo que decís está correcto! O sea que T = Px = 75 N

Y entonces, L(tensión) = 75 N . 40 m = 3000 J

Usando la expresión de potencia, da DeltaT = 100 s... está todo bien lo que hiciste; no te dio de casualidad.

Fijáte si podés seguir con el ítem b); atención que hay varias cosas que cambian (no sólo el DeltaT).

En el ítem b), también vas a tener un diagrama de cuerpo libre... la aceleración también es cero, y ahí vas a poder calcular la NUEVA tensión.

Avisáme si seguís con dudas.

Saludos,
Miriam

Con respecto al punto b calcule la nueva tensión:
T-P=0 
T=P
Y calculando la fuerza peso me da 150 N. 
El tiempo me da lo mismo porque lo mueve a la misma velocidad. 
Cálculo el nuevo trabajo de la tensión y me da 6000 J.
Luego aplicó la fórmula P= trabajo de la fuerza divido tiempo. Y me da 60 w.
Responder
#6
Hola Daiana,

La nueva tensión está bien. Pero el tiempo NO es el mismo; en ambos casos, la velocidad es la misma, pero el desplazamiento no. En el primer caso, el desplazamiento es toda la longitud del plano inclinado; en el segundo caso, sube verticalmente, son 20 m.

El trabajo de la tensión tampoco es correcto. La tensión es de 150 N, eso estaba bien, ¿cómo sacaste de ahí un trabajo de 6000 J? Tené en cuenta que recorre 20 m, y no 40 como antes.

El resultado final está bien, pero porque se compensan los errores.

Sugerencia: calculá la velocidad en el PRIMER caso (el de plano inclinado). Tenés todos los datos; es un MRU. Esa velocidad la usás en el segundo caso; en el segundo caso, también tenés el desplazamiento.

Volvé a consultar si no se entiende algo.

Saludos,
Miriam
Responder
#7
(18-07-2019, 07:56 AM)miriamlaura escribió: Hola Daiana,

La nueva tensión está bien. Pero el tiempo NO es el mismo; en ambos casos, la velocidad es la misma, pero el desplazamiento no. En el primer caso, el desplazamiento es toda la longitud del plano inclinado; en el segundo caso, sube verticalmente, son 20 m.

El trabajo de la tensión tampoco es correcto. La tensión es de 150 N, eso estaba bien, ¿cómo sacaste de ahí un trabajo de 6000 J? Tené en cuenta que recorre 20 m, y no 40 como antes.

El resultado final está bien, pero porque se compensan los errores.

Sugerencia: calculá la velocidad en el PRIMER caso (el de plano inclinado). Tenés todos los datos; es un MRU. Esa velocidad la usás en el segundo caso; en el segundo caso, también tenés el desplazamiento.

Volvé a consultar si no se entiende algo.

Saludos,
Miriam

Hola profesora, volvió a calcular y esta vez el tiempo me dio 50 segundos.
En cuanto al trabajo realizado por la tensión lo saque multiplicando la fuerza por el desplazamiento. 
L= 150*Coseno 0*40= 6000j
Volvió a sacar nuevamente el desplazamiento con la misma fórmula y usando 20 m en lugar de 40 m. 
L=150*coseno 0*20m : 3000j 
Y después reemplazo en la siguiente fórmula:
P= Trabajo/tiempo
P= 3000J/50s= 60w .
Es así, aunque tengo dudas con respecto al trabajo que calcule. El ángulo sería 0, porque el objeto esta siendo elevado en el aire. Es así?
Responder
#8
Hola Daiana,

Sí, el nuevo tiempo da 50 segundos. ¿La velocidad del primer caso te dio v = 0,4 m/s? Si es así, es correcto. Después se usa la misma v para el caso vertical, y entonces Deltat = DeltaX/v = 20 m/ 0,4 m/s ----> de aquí salen los 50 segundos.

El trabajo correcto es el que te da 3000 J (y NO 6000 J), porque ahora el cuerpo va verticalmente, y sube 20 m, entonces la distancia recorrida en el segundo caso es 20 m.

El ángulo cero, porque la fuerza que hace la cuerda va hacia arriba Y el sentido de la velocidad es hacia arriba. Para el trabajo, se toma el ángulo entre: 1) la dirección de la fuerza a la que se le calcula el trabajo, y 2) la dirección de la velocidad.

Avisáme si te quedan dudas.

Saludos,
Miriam
Responder
#9
(20-07-2019, 09:02 PM)miriamlaura escribió: Hola Daiana,

Sí, el nuevo tiempo da 50 segundos. ¿La velocidad del primer caso te dio v = 0,4 m/s? Si es así, es correcto. Después se usa la misma v para el caso vertical, y entonces Deltat = DeltaX/v = 20 m/ 0,4 m/s ----> de aquí salen los 50 segundos.

El trabajo correcto es el que te da 3000 J (y NO 6000 J), porque ahora el cuerpo va verticalmente, y sube 20 m, entonces la distancia recorrida en el segundo caso es 20 m.

El ángulo cero, porque la fuerza que hace la cuerda va hacia arriba Y el sentido de la velocidad es hacia arriba. Para el trabajo, se toma el ángulo entre: 1) la dirección de la fuerza a la que se le calcula el trabajo, y 2) la dirección de la velocidad.

Avisáme si te quedan dudas.

Saludos,
Miriam

Si, la velocidad me dio 0,4. Gracias profesora
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