FÍSICA: Energía mecánica y trabajo: Trabajo y transferencia de energía - 5ª parte
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Física

ENERGÍA MECÁNICA Y TRABAJO

Trabajo y transferencia de energía - 5ª parte


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Aplicación del concepto de potencia

a utilización del concepto de potencia es de especial interés en aquellas situaciones en las que intervienen máquinas. Por ejemplo, para que un coche de 1000 kg de peso sea capaz, partiendo del reposo, de alcanzar una velocidad de 100 km/h sobre una carretera horizontal en 8 s, será necesario que su motor desarrolle una potencia adecuada a estas prestaciones.

Si en una primera aproximación se considera despreciable la acción del rozamiento con el aire, el cálculo de la potencia del motor podría efectuarse como sigue. El trabajo necesario vendrá dado por la expresión:

W = F · s = m · a · s

donde m es la masa, a es la aceleración y s el espacio.

Dado que la expresión anterior puede escribirse en la forma:

ya que el coche ha de partir del reposo (vo= 0).

Expresando la velocidad en m/s se tiene:

y por tanto:

Si ese trabajo ha de realizarlo en 8 s, la potencia necesaria será:

que equivale en caballos de vapor (CV) a

En realidad el coche se mueve en un medio resistente que es el aire y además sus engranajes presentarán también un cierto rozamiento. Si todos estos efectos de rozamiento equivalen a una fuerza retardadora de 600 N, la potencia necesaria para que el coche desarrolle tal aceleración habrá de ser en este caso mayor. El trabajo para contrarrestar esta fuerza de rozamiento será:

Wroz = Froz· s

Si se considera el movimiento como si fuera uniformemente acelerado, entonces

ya que parte del reposo, de modo que el espacio que recorre el coche en esos ocho primeros segundos es:

y por tanto el trabajo de rozamiento valdrá:

El trabajo total será ahora la suma del necesario para acelerar el coche calculado anteriormente y del trabajo para vencer el rozamiento, es decir:

y la potencia total en esta situación, más próxima a la realidad, será:

es decir:

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