Potencia Mecánica, Potencia Potencial y Energía en Procesos Disipativos.

Potencia mecánica y potencial

 

Potencia Mecánica

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.

Su expresión matemática  es:

P = T / t

Donde P = potencia en Joule/seg = watts (W).

T = trabajo realizado en Joules (J).

t = tiempo en que se realiza en trabajo en segundos (seg).

 

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.

 

Potencia  Potencial

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 = F v.

P = Potencia mecánica en Watts.

F = Fuerza 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.

 

 

 

 

Semana8 martes SESIÓN 22	ENERGIA MECANICA Y TRABAJO
contenido temático	Potencia

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales:  ·         Conoce el concepto de potencia. Procedimentales: ·         Elabora la relación trabajo-tiempo ·          Elaboración de acetatos y manejo del proyector. ·         Presentación en equipo Actitudinales ·          Reafirma su: Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De laboratorio: -          Flexo metro, Balanza, Cronometro, Riel de aluminio, Globo móvil.
Desarrollo de la sesión	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación pregunta a los alumnos: Pregunta ¿Cómo se define el trabajo? ¿Cuál es el modelo matemático el trabajo? ¿Qué unidades se emplean en el trabajo? ¿Qué es la potencia? ¿Cuál es el modelo matemático de la potencia? ¿Qué unidades se emplean para la potencia? Equipo 6 3 2 1 5 4 Respuesta Es la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. W=F*d W=trabajo F=fuerza F=m*a d=distancia Newton-metro = Joules Es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. P=W/t Donde: P= Potencia W=trabajo t=tiempo W= Trabajo= a Joules t=Tiempo en segundos p=potencia=J/s=watts ¿Un globo móvil al deslizarse sobre un plano inclinado hacia abajo y hacia arriba tendrá la misma  potencia? Discusión previa sobre las preguntas iniciales, Discusión por equipo sobre lo obtenido. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. FASE DE DESARROLLO                                                                                                                                                                                                                                                                   a)       Inflar el globo-móvil y pesarlo. b)      Alinear el globo-móvil en el riel inclinado. c)       Medir el tiempo y distancia recorrido. d)      Calcular la potencia del globo móvil, tabular y graficar los datos obtenidos. e)      Mediciones: EQUIPO MASA GLOBO-MOVIL kg DISTANCIA m TIEMPO SEGUNDOS FUERZA F = m.a POTENCIA P = T/t 1 0.0164 1.53 1.8 0.007744444 0.0065827782 2 0.012 1.10 8.74 1.7217 0.2166 3 .014 1 m 4.67 1.534 .3276 4 0.012 1.53 1.60 1.125 5.976 5 0.012 1.54m 1.63 1. 6 0.0126 .29 3.25 -0.00000435 -0.00000039  Discusión por equipo sobre lo obtenido, Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una misma visión.                         Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	Informe de la actividad enviada al Blog personal o  Plataforma MOODLE     Contenido:     Resumen de la indagación bibliográfica.     Actividad de Laboratorio.

 

 

 

 

Energía en procesos disipativos. 

 

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado permanece invariable con el tiempo, aunque esta se puede transformar en otro tipo de energía, la energía no puede crearse ni destruirse, si no que sólo se pude cambiar de una forma a otra.

Sin embargo la segunda ley de la termodinámica expresa que “La cantidad de entropía (magnitud que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo)   de cualquier sistema aislado termodinámicamente se incrementa con el tiempo”. Cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía se divide hasta alcanzar un equilibrio térmico.

 
Se puede deducir que la energía no se conserva, si no que es transformada en otra.

Si la energía de un sistema es degradada en forma de calor se dice que es disipativo.
Los procesos disipativos, son aquellos que transforman la energía mecánica en energía térmica, por ejemplo: el rozamiento entre dos superficies sólidas, la fricción viscosa en el interior de un fluido, la resistencia eléctrica, entre otras. 

Semana8 jueves SESIÓN 23	ENERGIA MECANICA Y TRABAJO
contenido temático	Disipación de energía en un MRUA

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·         Conocerá  la disipación de energía en un MRUA Procedimentales: ·         Medición de variables y cálculos de energía disipada en el MRUA Actitudinales ·         Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: Material: Botella desechable de 2 litros, cronometro, flexo metro, vaso de precipitados de 500 ml, bomba de aire con tapón de hule adaptable a la boca de la botella. Agua.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, presenta a los alumnos: Pregunta ¿La energía no se conserva? ¿Cuándo se enuncio el principio de conservación de la energía? ¿Quién fue el que enuncio la Ley de la conservación de la energía? Cuando la pila de una linterna se agota, ¿adónde ha ido a parar la energía química proporcionada por la pila? ¿Qué es un proceso disipativo? ¿Qué diferencia se tiene entre  fricción o rozamiento estático y dinámico? Equipo 1 2 3 4 5 6 Respuesta Si, porque la energía no se crea ni se destruye solo se tranforma. en 1850 Clausius y un año después Thomson (Lord Kelvin), escribieron los primeros enunciados formales de la ley de conservación de la energía. Se ha convertido en energía luminosa, energía eléctrica y energía calorífica Es aquello que transforma la energía mecánica en energía térmica, por ejemplo: el rozamiento entre dos superficies sólidos, la fricción viscosa en el interior de un fluido, la resistencia eléctrica, entre otras. El rozamiento ESTÁTICO es el que se presenta antes de que el cuerpo empiece el movimiento (cuando está en reposo), el instante en que es superado el coeficiente estático, se conoce como coeficiente Máximo de rozamiento estático, una vez que ha iniciado dicho movimiento se le llama coeficiente de rozamiento DINÁMICO, el cual es menor que el coeficiente de rozamiento estático, ya que, como es notorio, mientras el cuerpo está en reposo significa que está siendo afectado por un coeficiente mucho mayor, que cuando inicia su movimiento. ¿La energía del movimiento de una botella sobre el piso es igual a la energía de movimiento en el aire? Discusión en equipo de la respuesta obtenida. Exposición y discusión en el grupo sobre lo obtenido en cada equipo. FASE DE DESARROLLO a)      Colocar 300 ml de agua en la botella desechable. b)      Conectar la bomba de aire a la botella con el tapón de hule. c)       Colocar le botella sobre el piso horizontal y bombear aire, medir el tiempo y distancia recorrida por la botella. d)      Colocar la botella en el anillo del soporte universal y bombear aire, medir el tiempo de recorrido (subir y bajar). e)      Calcular la energía cinética Tabular para cada caso,  tabular y graficar los datos obtener la diferencia de energía cinética. EQUIPO h=gt2/2 TIEMPO SEGUNDOS DISTANCIA METROS VELOCIDAD m/s ENERGIA CINETICA Ec =m.v/2 DIFERENCIA A-B 1 A) B) 2 A)2.41s B)3.04s 13.70m 45.33m 5.68m/s 14.91m/s 0.852 2.2365 1.3845 3 A) B) 4 A) B) 5 A) B) 6 A) 1.74 s. B).0394s 10.94m 7.6m 6.28m/s 192.89m/s 1.183 1,116 1,114 Discusión por equipo sobre lo obtenido, Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió acerca de la disipación energética.                         Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog. Actividad Extra clase: El Profesor solicita a los alumnos  estudiar los temas vistos, para preparar el Examen uno de las dos primeras unidades.
evaluación	Informe de la actividad enviada al Blog     Contenido:     Resumen de la indagación bibliográfica.     Actividad desarrollada.

                                                                                                                  Semana 8 

                                                                                                       30.09.2014 - 2.10.2014

www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r27118.PPT

http://www.buenastareas.com/ensayos/Procesos-Disipativos/103086.html