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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

UNIDAD II: “CINETICA DE PARTICULAS.”

Á r e a:INGENIERIA MECANICAP R E S E N T A N:

Zara Esther Zúñiga Rosas

Eric Octavio Villalobos Hernández

Jesús Manuel Ignacio Salomón

A S I G N A T U R A :- DINÁMICA-

T E M A R I O: UNIDAD TEMA SUBTEMA

2 Cinética de partículas.

2.7 Potencia y Eficiencia.

DinámicaPotencia y Eficiencia

2.7 POTENCIA Y EFICIENCIA

PROCESOS DE MANUFACTURA:PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES

El termino potencia constituye una base útil para seleccionar el tipo de motor o maquina requerida para realizar una cierta cantidad de trabajo en un tiempo dado. Por ejemplo, cada una de dos bombas puede bacear un deposito si se leda tiempo suficiente; sin embargo la bomba de mayor potencia completara la tarea mas rápida.

Por consiguiente, la potencia generada por una maquina o motor que realiza una cierta cantidad de trabajo dU dentro del intervalo dt es

𝑃=𝑑𝑈𝑑𝑡

Potencia

Si el trabajo dU se expresa como dU=F*dr, entonces

𝑃=𝑑𝑈𝑑𝑡

=𝐹∗𝑑𝑟 /𝑑𝑡=𝐹∗𝑑𝑟𝑑𝑡

O

P=F*v

De ahí que la potencia es un escalar, donde en esta formula v representa la velocidad de la partícula en la cual actúa la fuerza F.

Las unidades básicas de potencia utilizadas en los sistemas SI y SPS son el watt (W) y el caballo de fuerza (hp), respectivamente. Estas unidades se definen como.

1W=1J/s = 1N*m/s1hp=550pies*lb/s

Para lo conversión entre los sistemas de unidades, 1hp =746W.

La eficiencia mecánica de una maquina se define como la relación de la salida de la potencia útil producida por la maquina a la entrada de potencia suministrada a la maquina. Por tanto.

Ɛ=potencia de salida/potencia de entrada

Si la energía suministrada a la maquina ocurre durante el mismo intervalo durante el cual es extraída, entonces la eficiencia también se expresa en función de la relación.

Eficiencia

Ɛ=potencia de salida/potencia de entrada

Como las maquinas se componen de una serie de piezas móviles, siempre se desarrollara fuerzas de fricción dentro de ellas y, por consiguiente, se requiere energía extra o potencia adicional para vencer estas fuerzas. Por tanto la potencia de salida será menor que la potencia de entrada, de ahí que la eficiencia de una maquina siempre es menor que 1.

La potencia suministrada a un cuerpo se determina por el siguiente procedimiento.

• Primero determine la fuerza externa F que actúa en el cuerpo y que provoca el movimiento. Esta fuerza casi siempre la genera una maquina o un motor que se coloca dentro fuera del cuerpo.

• Si el cuerpo esta en aceleración podría requerirse trazar un diagrama de cuerpo libre y aplicar la ecuación del movimiento (ΣF=ma) para determinar F.

• Una vez que se determina F y la velocidad v de la partícula donde se aplica F, la potencia al multiplicar la magnitud de a fuerza por el componente de velocidad que actúa en la dirección de F (es decir, P=F*v=Fѵ cos θ)

• En algunos problemas la potencia determina el calculo del trabajo realizado por F por unidad de tiempo (Pprom = ΔU/Δt).

Problema 1¿Cuál será la potencia necesaria para elevar un ascensor de 45.000 N de peso hasta 8 m dealtura en 30 s?. ¿Cuál será la potencia del motor aplicable si el rendimiento es de 0,65?. Seconsidera que no hay cambio de velocidad.Solución:Datos:Peso = 45.000 N = mgh = 8 mt = 30 sRendimiento (η) = 0,65Trabajo:W = F.dPotencia = W / tEste problema es análogo al caso anterior.No hay variación de la velocidad, por lo tanto tampoco varía la energía cinética:ΔEc = Ec1 - Ec0 = 0La variación o cambio de energía potencial será:ΔEp = Ep1 - Ep0 = mgh – 0 = 45.000 N x 8 m = 360.000 NmΔEp = 360.000 JDe nuevo, aquí se debe aplicar un trabajo al ascensor para aumentar su energía potencial.Trabajo:W = FdLuego, el trabajo realizado será igual a la variación de energía potencial:W = ΔEP = 360.000 JPotencia = W / t

Potencia = 360.000 J / 30 sPotencia = 12.000 WattSi el rendimiento es 0,65:Rendimiento (ç) = Potencia necesaria /Potencia motorPotencia motor = Potencia necesaria /Rendimiento (ç) = 12.000 Watt /0,65Potencia motor = 18.461,5 Watt

Ejemplo 2

1. Menciona la fórmula para determinar la potencia.

2. ¿Cuáles son las unidades básicas de potencia utilizadas en los sistemas SI y SPS?El watt (w) y el caballo de fuerza (hp)3. Define la eficiencia.Relación de la salida de potencia útil producida por la maquina a la entrada de potencia suministrad a la máquina.4. Escriba la fórmula de la eficiencia.Ɛ=potencia de salida/potencia de entrada 5. ¿A qué debe ser menor la eficiencia de una maquina?A 1

Por su atención prestada… … … … …