Acerca de este experimento
Elevar una carga a mayor altura requiere más trabajo. Elevarla en menos tiempo requiere más potencia, aunque el trabajo no cambie. Compara cargas y alturas con un polipasto ideal y luego cambia la duración para distinguir la transferencia de energía de su tasa de transferencia.
Objetivos de aprendizaje
- Investiga cómo afecta la altura de elevación al trabajo mientras mantienes constantes las demás variables.
- Usa el gráfico y las lecturas numéricas para comprobar una predicción.
- Explica los supuestos físicos y dónde deja de ser aplicable este modelo.
Cómo usarlo
- 1Eleva 20 kg a lo largo de 3 m en 5 s. Comprueba que el trabajo es de 588,6 J y la potencia es de 117,72 W.
- 2Guarda la curva y luego duplica la masa. Compara el trabajo a cada altura.
- 3Reduce a la mitad la duración manteniendo constantes la masa y la altura. ¿Qué valor indicado se duplica?
- 4Establece la altura en cero. Explica por qué la fuerza de apoyo sigue siendo distinta de cero mientras que el trabajo es cero.
El modelo
Supuestos
- Durante la elevación, la carga se mueve verticalmente a velocidad constante. Se ignoran los transitorios de arranque y parada.
- No hay pérdidas mecánicas. El trabajo y la potencia se refieren a la transferencia útil a la carga, no a la entrada eléctrica.
Pruébalo en clase
- Q1Dos motores elevan la misma carga a la misma altura en tiempos diferentes. ¿Qué magnitudes coinciden?
- Q2¿Cuánta potencia útil se necesita para elevar 50 kg a 0,4 m/s?
Preguntas frecuentes
¿Por qué la fuerza no cambia con la duración?
A velocidad constante, la fuerza de elevación equilibra el peso. Una duración menor aumenta la velocidad, no la fuerza de elevación constante necesaria.
¿La potencia media es igual a la potencia instantánea?
Durante la fase ideal de velocidad constante de esta elevación, sí. Los motores reales también necesitan potencia para acelerar la carga y compensar las pérdidas.