El documento habla sobre las rampas y cómo facilitan el movimiento de objetos pesados al reducir la fuerza necesaria para empujarlos. Explica que la inclinación de la rampa determina cuánta fuerza se necesita y la distancia que debe recorrerse. También analiza las fuerzas involucradas como la fuerza de soporte de la rampa y la conservación de la energía en el movimiento por rampas.

1. Rampas

6. Fuerzas Presentes En la mesa debido al peso de la pelota (mg) W=mg En la pelota debido al soporte de la mesa (F soporte ) F soporte Estas fuerzas son de la misma magnitud

9. Pero se repelen fuertemente cuando están lo suficientemente cercad debido al principio de exclusión de Pauli ¡El mismo principio que aprendimos en química! (servía para algo)

16. Fuerzas en una Rampa Peso o mg Fuerza de Soporte o F soporte Fuerza Neta sobre la rampa Fuerza de la caja sobre la rampa, perpendicular a la misma

17. Y solamente hay que superar una fuerza más pequeña cuando se utiliza una rampa! Peso o mg Fuerza Soporte Fuerza en la rampa del peso Tenés que aplicar una fuerza menor que el peso para producir una aceleración

20. Solamente se considera trabajo al que realiza una fuerza en la dirección de movimiento. En la figura, solamente el componente en la dirección x de la fuerza F realiza un trabajo.

26. A una velocidad mayor, 16 Km/h, las fuerzas son mayores, de 8N 3) Calcular la F requerida 4) Calcular el W necesario para recorrer 5 m. 3) La fuerza neta debe ser cero, o sea 8 N 4) W = F x d = 5 m * 8 N = 40 J

27. Subiendo la montaña a velocidad constante de 8 km/h; el ciclista se ve transpirando más que en el llano. La masa del ciclista más la bicicleta es de 80 Kg. La computadora indica que la energía suministrada a la bici es de 185 J para cubrir 5 m. 5) ¿Cuanta energía se usa para subir? 6) ¿Cuánta altura se gana en los 5 m? 7) ¿Cuánta energía debería proveerse para subir a 16 km/h? 8) ¿Cuál es la fuerza retardante?

32. La unidad de potencia del sistema internacional queda definida por la ecuación: P = W / t = J/s = Watt P = F * v = N * m/s = J/s Por razones históricas, se utiliza también el hp (“horsepower”) para describir la potencia. Un hp equivale a aproximadamente 750 W

33. Potencia de algunas cosas potencia (W) objeto, fenómeno, proceso, evento 3.6 × 1039 quasar típico 3.6 × 10 26 El sol 1.25 × 10 15 Láser más poderoso ( Petawatt ) 1.3 × 10 13 Consumo humano total, global 3.2 × 10 12 Consumo humano total, US 1.2 × 10 10 Transbordador espacial en el lanzamiento 10 9 ~ 10 10 La mayor planta de energía comercial 4.700.000 La locomotora más poderosa ( GE AC6000 CW ) 783.000 El camión más poderoso ( Terex TR100 ) 468.000 El auto más poderoso ( McLaren F1 ) 10.000 Máquina de vapor de Watt de 1788 746 1 hp 100 Humano, promedio diario 0,293 1 btu/h 18 × 10 −6 Sonidos humanos durante el habla normal

34. Potencia de Actividades Humanas Varias potencia actividad 800 Jugar basket 700 Ciclismo (21 km/h) 685 Subir escaleras (116 pasos/min) 545 Skating (15 km/h) 475 Nadar (1,6 km/h) 440 Jugar tenis 400 Ciclismo (15 km/h) 265 Caminar (5 km/h) 210 Prestar atención sentado 125 Parado y descansando 120 Sentado y descansando 83 Dormir 0,001 Sonido producido por la voz

35. Más problemas.... 1. Dos estudiantes, Juan y Pedro, van al gimnasio. Juan levanta una barra de 50 kg sobre su cabeza 10 veces en un minuto. Pedro lo hace 10 veces en 10 segundos. ¿Quién realiza más trabajo? ¿Cuál tiene mayor potencia?. Justifique su respuesta Los dos realizan el mismo trabajo, ya que la fuerza requerida y la distancia recorrida son iguales. En cambio, Pedro tiene mayor potencia, ya que realiza su trabajo 6 veces más rápido.

36. La cuenta de la luz se expresa normalmente en kilowatt – hora. Un kw-hr es la cantidad de energía entregada por el flujo de 1 kw de electricidad durante el transcurso de una hora. Use factores de conversión para mostrar cuantos Joules de energía obtenemos cuando compramos 1 kw – hr de electricidad. 1 kJ/s * hr * (3600 s/ hr) * (1000 J /1KJ) = 3.600.000 J

37. El anuncio de un aire acondicionado ofrece una potencia de enfriamiento de 2200 frigorías ¿ Esta afirmación es correcta ? Si suponemos que 1 watt proporciona 0,86 “frigorías”;¿Cuál es el consumo horario en kw-hr ? ¿Cuántas lamparitas de 100 W pueden hacerse funcionar durante una hora con una hora de consumo de este aparato? ¿Cuánto se gastará en hacerlo funcionar durante el verano (90días) durante 8hs/día, si el costo del kw-hr es de $ 0.219?

38. Un adulto típico consume 2000 kcal por día de comida. Determinar la potencia promedio generada por esta persona, suponiendo que no pierde ni gana peso.

39. Energía cinética y energía potencial Conservación de la energía La energía es una medida de la capacidad o potencial de realizar una actividad dinámica. La cantidad total de energía en el universo permanece siempre constante (ley de la conservación de la energía) Distinguimos dos tipos de energía mecánica: energía potencial y energía cinética La energía cinética proviene del movimiento del cuerpo, y es igual a Ek = ½ mv2 A mayor masa, mayor energía potencial, y a mayor velocidad, el aumento se produce con el cuadrado de la misma

41. Estas formas de energía son intercambiables… un caso típico es el de las “montañas rusas”, donde la energía potencial acumulada en la cima equivale a la energía cinética en el valle…. Otra aplicación es el péndulo, en los extremos es pura energía potencial y en el centro es energía cinética, mientras que en los puntos intermedios la energía total del sistema es la suma de ambos.

42. Ejemplo de cálculo Un carrito está situado en reposo en la cima de una montaña rusa de 30 m de altura. Si el carrito pesa un total de 500 kg., ¿qué velocidad tendrá en la parte más baja de la misma?

45. Diagrama de Sankey – Eficiencia de un motor

46. Camión Terex

47. McLaren F1

48. Láser Petawatt

49. Tren