Energía mecánica y su aplicación a la ingeniería sistemas como a la industrial

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m = masa

g = constante de la fuerza de gravedad

h = altura

Ep = m · g · h

Otros tipos de energía potencial:

Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.

Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor.

Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara.

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Ejercicios de aplicacion

- Un sitio evaluado para construir un parque eólica tiene vientos permanentes a una velocidad de 8,5 m/s. Determine la energía eólica.

- Por unidad de masa

- Para una masa de 10Kg

- Para un flujo de 1154 kg/s

Solución

- Ec= (8,5)² () = 36,1 J/Kg[pic 2][pic 3][pic 4]

- E= me= (10Kg) (36,1J/Kg)= 361J

- E= me= (1154Kg/s) (36,1J/Kg) ()= 41,65 kw [pic 5]

- Un chorro de agua que sale por una turbine a 60 m/s con un flujo másico de 120Kg/s se va a usar para generar electricidad al chocar con las paletas en la periferia de una rueda. Calcule la potencia que puede generar el chorro

Solución

Ec= [pic 6]

= 216000 Kgm/s². [pic 7][pic 8]

= 216 Kj. = 216Kw[pic 9][pic 10]

- Calcule la energía potencial total en KJ de un objeto cuya masa es de 20kg cuando está ubicado en 20m debajo de un nivel dado, en una ubicación donde g= 9,5 m/s²

Solución

Ep= m. g. h

= Ep= (20kg). (9, 5). (-20m)[pic 11][pic 12]

= -3800 J

=-3800 x = - 3, 8 Kj[pic 13][pic 14]

- Una persona entra a un elevador al nivel del lobby de un hotel, junto con su maleta de 30kg y sale en el 10 piso metros arriba, Determine la cantidad de energía consumida por el motor del elevador que ahora está almacenado en la maleta

Solución

ΔE maleta= ΔPE= mgΔz= (30 Kg) (9, 81) (35m) = [pic 15]

103,00

(1) = 10, 3 Kj[pic 17][pic 16]

(1000)[pic 18]

- Considere que un rio que corre hacia un lago a una velocidad promedio de 3m/s con un caudal de 500mᶟ/s en una ubicación a 90m arriba de la superficie del lago.

- Determine la energía mecánica total del agua del rio por unidad de masa en Kj/Kg

Solución

Em = Ec + Ep

Ec= = = 4, 5 m²/s²[pic 19][pic 20]

Ep= gh = 9, 81 . 90m = 882, 9 [pic 21][pic 22]

Em= 887, 4 . = 887, 4 . = 0, 8874 [pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]

- Determine el potencial de generación de potencia de todo el rio en esta ubicación en Kw

Solución

E= m em

E= 500.000 x 0,8874 [pic 28][pic 29]

= 443 700 x [pic 30][pic 31]

= 443700Kw = 4,437x10⁵ kw

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Conclusion

Al concluir este “Articulo” podemos observar lo importante que es la energía dentro de la sociedad ya que tiene un rol muy importante, también pudimos observar las diversas fuentes de energía como lo pueden ser la energía eólica, solar, atómica, química, térmica, radiante entre otros, la energía nos puede ayudar en diversas cosas, desde darle energía a un molino hasta darle energía a un hogar.

La energía también se le puede proporcionar a un cuerpo móvil como lo es el ser humano, al calentarse un cuerpo quiere decir que se está gastando energía y es algo que podemos observar también en el trabajo como lo es la transferencia de energía. Es de vital importancia el uso de las energías ya separa el estudio de ellas como también para su aprovechamiento, que estas son de vital importancias para las actividades fichas como biológicas del ser humano.

La energía está presente en todo lo que está relacionado con nosotros, algunas son mejor aprovechadas que otras, pero son utilizadas. El costo de las energías naturales es muy bajo por lo que es más factible utilizarlas. La energía y todas sus formas es un gran complemento para nuestro existir. La energía es una propiedad o atributo de todo cuerpo o sistema material en virtud de la cual éstos pueden transformarse modificando su situación o estado, así como actuar sobre otros originando en ellos procesos de transformación. Sin energía, ningún proceso físico, químico o biológico sería posible.

Para nuestra formación como ingenieros nos resultó muy importante conocer los tipos de energía que se presentan en diferentes situaciones, y conocer cómo se puede calcular, el paso a paso y la historia de cada una de estas, ya que queremos desenvolvernos en espacios que requieren mucho analice de la energía.

Referencias

http://laplace.ucv.cl/Cursos/Fis1148-Experimental-Mecanica/2012_1S/Energia-II/energia_cinetica_y_potencial.html

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/ke.html

http://es.slideshare.net/corjim/energia-mecanica-2178236

http://www.eschooltoday.com/energy/kinds-of-energy/what-is-kinetic-energy.html

Libro: Termodinámica Séptima edición.

Primer Autor Mayra Alejandra Domínguez Castro nació en 1994 en la cuidada de Palmira Valle