smaquinas simples fisica?

Problema 1
Un motor de 120 hp enrolla un cable alrededor de un tambor a)si el cable eleva una carga de 3 ton de ladrillos hasta una altura de 24 ft en 6 s, calcule la eficiencia del motor.

Problema 2
Una barra de hierro de 6m de largo se usa para levantar un bloque de 120 kg la barra se utiliza como palanca, el fulcro esta colocada a 160 cm del bloque. sCuál es la ventaja mecánica ideal, y que fuerza de entrada que se requiere.

Respuestas:

Resolvamos este problema:
__________ ______ ____ ________

a‘ 

a—˜ Sabemos lo siguiente:

. . . . . . . . . .P-entrada=120hp

. . . . . . . . . .F=3 T

. . . . . . . . . .h=24ft

. . . . . . . . . .t=6s

a—˜ Primero sacaremos la potencia que realiza el motor:

. . . . . . . . . La potencia se da por

. . . . . . . . . . . .Trabajo
. . . . . . . . .P=a–¬a–¬a–¬a–
. . . . . . . . . . . .tiempo

. . . . . . . . .Y trabajo =Fuerza x Distancia, entonces

. . . . . . . . . . . .F*d
. . . . . . . . .P=a–¬a–¬a–
. . . . . . . . . . . . .t

a—˜ Sigue la conversión de unidades:

. . . . . . . Convertiremos pies a metros:

. . . . . . .1ft=0.3m

. . . . . . .24ft=7.2m

. . . . . . .3T=3000kg

a—˜ Sustituimos:


. . . . . . . . . . . .F*d
. . . . . . . . .P=a–¬a–¬a–
. . . . . . . . . . . . .t


. . . . . . . . . . . 3000 * 7.2
. . . . . . . . .P=a–¬a–¬a–¬a–¬a–
. . . . . . . . . . . . .6


. . . . . . . . .P=3600W

. . . . . . . . .Esta es la potencia de salida

a—˜ La Potencia de entrada la debemos de convertir a [W Watts)

. . . . . .. .1hp=745.7W

. . . . . . . .120hp=89484W

a—˜ La formula de eficiencia es:


. . . . . . . . . .Potencia salida
. . . . . . . .e=a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . .Potencia entrada

a—˜ Sustituimos:

. . . . . . . . . .3600
. . . . . . . .e=a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . .89484

=============================
. . . . . . . →e=0.04 o 4%←
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__________ ______ ____ _____________

a‘t

a—˜ Sabemos lo siguiente:


15. Propulsión animal. Los calamares y pulpos se impulsan a sí mismos expeliendo agua. Para hacer esto, guardan agua en una cavidad y luego contraen repentinamente esa cavidad para forzar la salida del agua a través de una abertura. Un calamar de 6.50 kg (incluyendo el agua en la cavidad) está en reposo, cuando de pronto ve un peligroso depredador. a) Si el calamar tiene 1.75 kg de agua en su cavidad, scon qué rapidez debe expeler esa agua para alcanzar una rapidez de 2.50 m/s y escapar así del depredador? Desprecie cualquier efecto de arrastre del agua circundante. b) sCuánta energía cinética genera el calamar con esta maniobra?

17. En una mesa de aire horizontal sin fricción, el disco A (con masa de 0.250 kg) se mueve hacia el B (con masa de 0.350 kg) que está en reposo. Después del choque, A se mueve a 0.120 m/s a la izquierda, y B lo hace a 0.650 m/s a la derecha. a) sQué rapidez tenía A antes del choque? b) Calcule el cambio de energía cinética total del sistema durante el choque.

19. Los gases en expansión que salen por el cañón de un rifle también contribuyen al retroceso. Una bala de calibre .30 tiene una masa de 0.00720 kg y una rapidez de 601 m/s relativa al cañón del rifle, cuya masa es de 2.80 kg. El rifle, sostenido sin firmeza, retrocede a 1.85 m/s en relacióncon el suelo. Calcule el momento lineal de los gases al salir del cañón, en un sistema de coordenadas fijo al suelo.

21. Un cazador que se encuentra sobre un estanque congelado y sin fricción utiliza un rifle que dispara balas de 4.20 g a 965 m/s. La masa del cazador (incluyendo su rifle) es de 72.5 kg; el hombre sostiene con fuerza el arma después de disparar. Calcule la velocidad de retroceso del cazador si dispara el rifle a) horizontalmente y b) a 56.0° por encima de la horizontal.

23. El núcleo de decae radiactivamente emitiendo una partícula alfa (masa 6.65 kg) con una energía cinética 1.23 J, medida en el marco de referencia del laboratorio. Suponiendo que el núcleo estaba inicialmente en reposo en este marco, calcule la velocidad de retroceso del núcleo que queda después del decaimiento.

25. Dos patinadores, Daniel (65.0 kg) y Rebeca (45.0 kg) están practicando. Daniel se detiene para atar su agujeta y es golpeado por Rebeca, quien se desplazaba a 13.0 m/s antes de chocar con él. Después del choque, Rebeca se mueve a 00 m*s con un ángulo de 53.1° respecto a su dirección original. La superficie de patinaje es horizontal y no tiene fricción. a) Calcule la magnitud y dirección de la velocidad de Daniel después del choque. b) sCuál es el cambio en la energía cinética total de los dos patinadores como resultado del choque?

27. Masa cambiante. Un vagón abierto de 24,000 kg viaja sinfricción ni impulso sobre una vía horizontal. Está lloviendo muy fuerte, y la lluvia cae verticalmente. El vagón originalmente está vacío y tiene una rapidez de 4.00 m/s. sQué rapidez tiene después de acumular 3000 kg de agua de lluvia?

31. Misión de profundo impacto. En julio de 2005, en la misión “Impacto Profundo” de la NASA, una sonda de 372 kg, que se desplazaba a 37,000 km/h, chocó directamente contra la superficie del cometa Tempel 1. La rapidez original del cometa en ese momento era de 40,000 Km/h y su masa se estimó en el intervalo de (0.10-2.5) kg. Utilice el menor valor de la masa estimada. a) sQué cambio en la velocidad del cometa produjo el choque? sSerá perceptible ese cambio? b) Suponga que este cometa fuera a chocar contra la Tierra para fusionarse con ella.
sEn cuánto cambiaría la velocidad de nuestro planeta? sSería apreciable ese cambio? (La masa de la Tierra es de 5.97 kg.)

33. En un campo de fútbol americano muy lodoso, un apoyador de110 kg taclea a un corredor de 85 kg. Justo antes del choque, el apoyador resbala con una velocidad de 8 m/s hacia el norte, y el corredor lo hace con una velocidad de 7.2 m/s hacia el este. sCon qué velocidad (magnitud y dirección) se mueven juntos los dos jugadores inmediatamente después . . . . . . . . . Long de la Barra=6m
. . . . . . . . . Fulcro=1.6m
. . . . . . . . . Peso=120kg

a—˜ Dibujamos |- - - - - - -6m- - - - - - -
. . .120kg. . . . . . . . . . .F de salida
. . . .↓. . . . . . . . . . . . . . . ↓
. . . .a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬
. . . .|- - - -↑- - - - -4.4m- - - |
. . . .1.6m

a—˜ Para la ventaja mecánica ideal:


. . . . . . . . . .Longitud total - Longitud de la carga al fulcro
. . . . . . .m=a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬ a–¬
. . . . . . . . . . . . . . .Longitud de la carga al fulcro


. . . . . . . . . .6 - 1.6
. . . . . . .m=a–¬a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . . .1.6

==============================
. . . . . . .→m=2.75←
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a—˜ Para la fuerza de entrada:


. . . . . . . . . . .Fuerza de salida o peso
. . . . . . . .m=a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . . . .Fuerza de entrada


. . . . . . . . . . .120
. . . . . . 2.75=a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . . . .Fe

. . . . . . . . . . .120
. . . . . . .Fe=a–¬a–¬a–¬
. . . . . . . . . . .2.75

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. . . . .. .→Fe=43.63Kg←
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