mecanica humana

 POTENCIA MECANICA HUMANA
I. OBJETIVO:
Determinar la potencia mecánica máxima de un estudiante al ascender por una escalera.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
Trabajo y Potencia
La física define como trabajo, el desplazamiento de un cuerpo por efecto de una fuerza.


El trabajo se mide en términos numéricos, multiplicando la fuerza ejercida por la distanciarecorrida. Es decir, si movemos un cuerpo con la fuerza de un kilogramo, para que recorra 1 metro, estamos efectuando un trabajo de 1 Kg. x metro. A mayor fuerza ejercida, mayor trabajo efectuado. Cuando se realiza trabajo y el cuerpo recorre una trayectoria circular, como es en el caso de un motor, el cálculo del trabajo se expresa: Trabajo = Fuerza x 2¶r, donde ¶ es una constante (3,1416) y r es elradio de giro.
Potencia PS y HP
La potencia es trabajo mecánico que incorpora en su valor el parámetro tiempo. Es decir, la potencia, se expresa con un número que cuantifica el trabajo efectuado durante un lapso de tiempo. Mientras más rápido se realiza el trabajo, la potencia que se desarrolla es mayor.
La medida original de potencia se expresa en caballos de potencia o PS (Pferdestärke), yproviene del sistema métrico alemán. El valor de 1 PS equivale a levantar 75 kilogramos a 1 metro de altura en 1 segundo, (75 Kg. x metro / segundo). Su equivalencia en el sistema de medida inglés, es el HP (Horsepower). El valor de un PS se diferencia levemente del HP: 1 PS = 0.9858 HP.
1 HP es igual a levantar 1 libra a 550 pies de altura en 1 segundo. En un motor de pistones la capacidad de ejercerpotencia, al igual que el torque, es limitada. Depende de la fuerza de expansión que logran los gases en el cilindro. La potencia máxima se consigue cuando el rendimiento volumétrico (% de llenado de los cilindros) es máximo.





Trabajo Mecánico: 


El trabajo mecánico es una magnitud escalar que depende del módulo de una fuerza aplicada sobre un punto material y el desplazamiento queesta le produce.
Tomemos una partícula de masa "m" la que se encuentra en reposo y apliquémosle una fuerza exterior. Esta fuerza produce es una variación en la velocidad, una variación en la cantidad de movimiento de la partícula en función del tiempo.
Cada vez que se aplica una fuerza exterior sobre un cuerpo y este varía su cantidad de movimiento en función del tiempo, este se desplaza. Deesta manera podemos buscar una relación entre la fuerza aplicada y el desplazamiento producido sin olvidarnos que son vectores.
Para que podamos entender mejor lo que sucede presupongamos que queremos detener un cuerpo que se halla en movimiento. Presupongamos que al aplicar una fuerza de 10 N el cuerpo se desplaza 100 m hasta detenerse. Si duplicamos la fuerza ¿ qué sucede con la distanciarecorrida ?
Al aumentar al doble la fuerza el desplazamiento se reduce a la mitad por que la fuerza exterior aplicada y el desplazamiento son inversamente proporcionales. Matemáticamente implica que ambas magnitudes deben multiplicarse. El producto escalar de ambos vectores se denomina "trabajo mecánico."

Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo,por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía.
La unidad de trabajo en el Sistema Internacional de Unidades es el julio (suele conocerse como Joulle), que se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton a lo largo de un metro. El trabajo realizado por unidad de tiempo se conoce como potencia. La potenciacorrespondiente a un julio por segundo es un vatio (watt) " N. m = J "
¿Que sucede cuando el cuerpo se acelera debido a la fuerza aplicada?. Sencillamente sumamos los trabajos parciales, lo que en la realidad no es muy sencillo si ambos varían con frecuencia. Para comprender mejor el procedimiento grafiquemos la variación de "F . cos " respecto a "r ".
Podemos calcular el trabajo mecánico en...