PROBLEMAS PROPUESTOS DE EFICIENCIA Y POTENCIA

PROBLEMAS PROPUESTOS DE EFICIENCIA Y POTENCIA
1. Un motor de 75 W teóricos tarda 2 min en elevar 20 litros de agua a 25 m de altura. ¿Cuál es el rendimiento del motor?
Veamos  los datos quetenemos:
Potencia teórica del motor = 75 W
tiempo = 2 m (120 seg)
masa de agua = 20 litros
altura (h) = 25 m
Razonamiento:
Hay que elevar 2o litros de agua hasta los 25 metros.
Hacerlo significaelevar (mover, desplazar) la energía potencial de esa masa de agua, que podemos calcular con la fórmula:


Una vez que el motor, cuya potencia teórica es de 75 W, ha elevado el agua, esa energía potencialse convirtió toda en Energía cinética = 4.900 J, lo que a su vez corresponde con el Trabajo realizado = 4.900 J durante 120 segundos.
Sabemos que la potencia efectiva (P) corresponde al Trabajorealizado (T)  partido por el tiempo (t) empleado en realizarlo


Recuerden que 1 W es igual 1 Joule/segundo
Ahora podemos calcular el rendimiento o la eficiencia del motor:
El rendimiento o eficienciaes la relación entre la potencia útil y la teórica:


Respuesta:
El rendimiento (eficiencia) real o útil del motor es de 54,44 %

2. Una máquina realiza un trabajo de 100 J cuando se le suministran105 J de energía ¿Cuál es la eficiencia de la máquina?
Tenemos los datos:
Potencia o trabajo real = 100 J
Potencia suministrada = 105  J

Respuesta:
La eficiencia de la máquina es de 95,23 %
3.¿Qué trabajo se debe realizar sobre un cuerpo de masa 3 kg para que su rapidez aumente de 2 a 5 metros por segundo?
Sabemos que  Trabajo es igual a Energía cinética final menos energía cinética inicial:Calculamos la Ecf:

Calculamos la Eci:

Volvemos a la fórmula de arriba y reemplazamos:

Respuesta: 31,5 J


4. ¿Cuánta energía se disipa al suministrar 500 J de energía a una máquina que tiene un 40% de eficiencia?
Como conocemos la energía suministrada y sabemos el porcentaje de eficiencia, podemos  calcular energía útil:

La energía disipada se obtiene haciendo:
Energía suministrada menos...