Page 193 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicos

EJEMPLO

La grúa utilizada en una construcción eleva con velocidad constante una carga de 200 kg, desde el suelo
hasta una altura de 10 m, en 30 segundos. Determinar:
a. El incremento en la energía potencial del cuerpo.
b. El trabajo realizado sobre la carga.
c. La potencia desarrollada por la grúa.

Solución:
a. Para determinar el incremento de la energía potencial de la carga con respecto al suelo, tenemos:
Ep 5 m ? g ? h 5 200 kg ? 9,8 m/s ? 10 m 5 19.600 J
2
b. Puesto que la grúa sube la carga con velocidad constante, la fuerza aplicada sobre ella debe ser igual a:
2
mg 5 200 kg ? 9,8 m/s 5 1.960 N.
Por lo cual, el trabajo realizado sobre la carga es:
W 5 F ? Dx ? cos 0° 5 1.960 N ? 10 m 5 19.600 J
El trabajo realizado por la grúa es igual al incremento en la energía potencial.
c. La potencia desarrollada por la grúa es:
W 19.600 J
P 5 5 5 653 W
t 30 s

1.3.2 Otras unidades de potencia

El valor de la potencia que desarrollan algunas máquinas es del orden de los
cientos de miles de vatios, por esta razón, es usual expresar la potencia en
otras unidades como el caballo de potencia (1 HP 5 746 W) o el kilovatio
(1 kW 5 1.000 W). A partir de la ecuación P 5 E/t se tiene que:
E 5 P ? t
Cuando la potencia se expresa en kilovatios y el tiempo en horas, la energía se
expresa en kilovatio-hora (kW-h). Un kilovatio-hora es el trabajo que realiza
durante una hora de funcionamiento, una máquina que desarrolla una poten-
cia de un kilovatio. La empresa de energía mide la energía que consumimos
en kW-h. Para determinar la equivalencia de 1 kW-h en julios tenemos que:
1 kW-h 5 1.000 W ? 1 h
J
6
Por tanto, 1kW-h � 1.000 ? 3.600 s � 3,6 � 10 J.
s
EJEMPLO

Una lavadora permanece en funcionamiento durante 25 minutos. Si la potencia que consume es de 2.000 W
y la empresa de energía cobra el kW-h a $295, determinar:
a. La energía consumida por la lavadora en kW-h.

b. El costo de mantener la lavadora en funcionamiento durante los 25 minutos.
Solución:
a. Para determinar la energía consumida por la lavadora tenemos:
25
E 5 P t 5 ? 2kW ? h 5 0,83 kW-h
60
b. El costo del funcionamiento durante los 25 minutos es el producto de 0,83 kW-h por el valor del kW-h, cuyo
resultado es $245.

© Santillana 193

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