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Peso de un Cuerpo

Peso de un Cuerpo

El peso de un cuerpo es la fuerza que hay que oponerle a dicho cuerpo para que no caiga a la Tierra. El peso podemos sentirlo al sostener diferentes objetos a cierta altura.

Formulas:

m =  w       f = ma        w = mg

        g

Sistemas de Unidades de Peso:

La unidad gravitacional en el sistema Internacional es el Kgf y es el peso de 1 kg-masa.

1kgf = 9.8 Nt

1 Nt = 0.102 Kgf.

En el sistema CGS la unidad gravitacional es el gramo fuerza y el el peso de 1 gramo-masa.

En el sistema Ingles es la libra-fuerza que es el peso de 1 libra-masa.

1grf = 980 dinas

1 lbf = 32.2 Poundal

Equivalencia:

1 slug-m = 9.8 kg

1 slug = 32.2 lb.

Leyes de Newton

Isaac Newton (1642-1727)

Matemático, filosofo y físico Ingles, se hizo inmortal por el descubrimiento de las leyes de la gravitación universal, su explicación de la descomposición de la luz y sus notables trabajos de matemáticas. Formuló los fundamentos de la dinámica al enunciar las leyes que llevan su nombre: Le de Inercia, Ley de Fuerza y Ley de Acción y Reacción.
Su libro mas importante se titula Principia Mathematica Philosophica donde establece los fundamentos de la mecánica.

Primera Ley de Newton (INERCIA):

Todo cuerpo en reposo tiende a seguir en reposo y todo cuerpo en movimiento tiende a seguir en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza externa no equilibrada actué sobre el.

Segunda Ley de Newton (FUERZA):

Siempre que una fuerza no equilibrada actúa sobre un cuerpo produce una aceleración en la dirección y sentido de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la mas del cuerpo.

Tercera Ley de Newton (ACCIÓN Y REACCIÓN):

Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza (Acción) sobre otro, este reacciona con una fuerza (Reacción) de igual magnitud pero en sentido contrario.

Formulas:

a =  f         f = ma        m =  f 

      m                                 a

"Unidades de medida de las Fuerzas"

En el sistema CGS la unidad de medida de fuerza es la dina que es la fuerza que actuando sobre un gramo-masa le logra imprimir una aceleración de 1cm/seg2.

En el sistema Internacional la unidad de fuerza es el Newton que es la fuerza que actuando sobre 1 kgm de masa le imprime una aceleración de 1mt/seg2.

En el sistema Ingles la unidad de fuerza es el Poundal que es la fuerza que actuando sobre 1 lb-mas le imprime una aceleración de 1 pie/seg2.

Ejercicio de Potencia

Ejercicios de Potencia

1.- Un motor tiene una potencia de 40kw. Con que velocidad subirá un elevador cuyo peso es de 1500 kgf.

V= P                                    F= 1500 kgf * 9.8 Nt = 14,700 Nt//

      F                                                            1 kgf

V=  40,000 w     

      14,700 Nt                      P= 40 kw * 1000 w = 40,000 w//

V= 2.72 mt/seg//                                       1 km

El ascensor de un edificio se mueve por medio de un motor cuya potencia es de 50 HP si tiene una masa de 1800 kg.Cuanto tiempo tardará en subir 40 mt.

T= F.S = 17640 Nt * 40mt                                 t = T = 705,600 J            t = 18.92 seg.//

T= 705600 J//                                                          P     37,300 J/Seg.                       

P= 50 HP * 746 W 

           1 HP

P= 37300 W//

En un tiempo de 3 minutos se sube un objeto que pesa 50 kgf a una altura de 15 mt. Qué trabajo se realizó y cual es la potencia.

T= F.S                                    P= T    P= 750 kgm    P= 4.16 kgm/seg//

T= 50 kgf * 3 min                         t           180 seg.

T= 750 kgm// 

POTENCIA

POTENCIA

Se le llama potencia a la rapidez con que se realiza un trabajo. La potencia es el cociente entre el trabajo y el tiempo empleado en realizar.

P= T

      t

Unidades de Potencia: En el sistema CGS la unidad de potencia es el Ergio/Segundo (E/S) que es la potencia de un mecanismo que puede hacer un trabajo de un Ergio en un Segundo.
En el sistema Power (caballo de fuerza) (HP) el HP es la potencia de un mecanismo que puede efectuar un trabajo de 550librapie en 1 segundo. la LibraPie es el trabajo efectuado ppor una LibraFuerza al mover su punto de aplicación un pie en su propia dirección.
En el sistema Internacional la unidad de potencia es el Watt (W) que es la potencia de un mecanismo que puede hacer un trabajo de un Joul/Segundo.

1 kw = 1000 Watt                                      1 HP= 0.746 KW
1 libra-pie = 1.356 Joul                               1 kw= 1.34 HP
1 HP = 746 Watt                                        1 HP= 76 kgm/seg.

Formula: P = F.V

Ejemplo: Calcular la potencia de un motor de un carro en HP que desarrolla una fuerza de atracción de 110 kgf cuando su velocidad es de 90 km/h.
90km/h = 25 mt/seg

P=F.V
P= 110kgf *25mt/seg
P= 2,750 kgm/seg//

P= 2,750 kgm/seg = 1 HP = 36.18 HP//
                                76 kgm/seg.

EJERCICIOS

EJERCICIOS.

Calcule la distancia recorrida por el punto de aplicación de una fuerza de 4.5 Nt si el trabajo es de 13.5 Joules.
S= T
     F
S= 13.5 Nt * mt
       4.5 Nt
S= 3 mt//


Que trabajo hace una fuerza de 110 Nt cuando mueve su punto de aplicación de 20 mt en su misma dirección?
T= F*S
T= 110 Nt * 20 mt
T= 2,200 Joules//

ejercicios

Ejercicios:

Un cuerpo cuya masa es de 120 kg se levanta hasta una altura de 15mt halando con una cuerda a lo largo de un plano inclinado que tiene una inclinación de 30°. Sabiendo que la fuerza ejercida en la cuerda es de 900 Nt y el coeficiente de rozamiento es de 0.25. Encuentre: a) el trabajo realizado por cada fuerza. b) el trabajo total realizado al subir el cuerpo.
S= 15mt = 30 mt
     Sen30°
Tf= F*S                                              Wx= mg.sen o(
Tf= 900 Nt * 30mt                              Wx= 120kg(9.8mt/seg) Sen 30°
Tf= 27,000 Joules//                             Wx= 58 Nt//

N= mg cos Ө                                                   Tw= - Wx * S
N= 120kg (9.8) Cos 30°                                  Tw= -58 Nt * 30mt
N= 1,018.44 Nt//                                             Tw= -17,640 Joules//

TN= N*S Cos Ө                                                 Fr= U  N
TN= 1018.44 Nt * 30mt Cos 90°                  Fr= 0.25 * 1,018.44
TN= 0//                                                               Fr= - 254.61//

Tr= -FR * S                                                         Tt= Tf + Tn + Tw + Tr
Tr= -(-254.61) * 30mt                                    Tt= 27,000 + 0 + (-17,640) + (-7683.3)
Tr= -7638.3//                                                    Tt= 1676.7//


Calcule el trabajo efectuado por una fuerza de 85 Nt cuyo punto de aplicación se desplaza 53 mt en la dirección de la fuerza. Dar la respuesta en Kgm, Joules y ERG.

T= F*S
T= 85 Nt * 53 mt
T= 4,505 Joules//

T= 4,505 J * 1 kgm = 459.69 Kgm//
                        9.8 Nt

T= 4,505 J * 107 = 4.505X1010ERG//