TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA

 PROYECTO TECNOLÓGICO: TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA.

1. PROBLEMATIZACIÓN:

Con el sisguiente proyecto se desea diseñar y construir un experimento sencillo y visual que permita demostrar de forma práctica y comprensible los conceptos de trabajo, potencia y energía en situaciones reales, utilizando materiales accesibles y seguros, para mejorar la comprensión de estos conceptos en el aula

2. CONCEPTUALIZACIÓN:

Trabajo

El trabajo es un concepto fundamental en la física que se refiere a la energía transferida cuando una fuerza mueve un objeto en una dirección específica. En otras palabras, el trabajo se realiza cuando una fuerza aplicada a un objeto causa un desplazamiento en la dirección de la fuerza. El trabajo se mide en julios (J) y depende de la fuerza aplicada y la distancia recorrida. Por ejemplo, si se empuja una caja con una fuerza de 10 N y se mueve 5 metros en la dirección de la fuerza, el trabajo realizado sería de 50 J.

El trabajo puede ser positivo o negativo, dependiendo de la dirección de la fuerza y el movimiento. Si la fuerza y el movimiento están en la misma dirección, el trabajo es positivo. Si la fuerza y el movimiento están en direcciones opuestas, el trabajo es negativo. Por ejemplo, si se tira de una cuerda con una fuerza de 20 N y se mueve 3 metros en la dirección de la fuerza, el trabajo realizado sería de 60 J. Sin embargo, si se intenta detener el movimiento de un objeto con una fuerza de 10 N y el objeto se mueve en la dirección opuesta, el trabajo realizado sería negativo.

Potencia

La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo. En otras palabras, la potencia mide la velocidad a la que se transfiere energía de un objeto a otro. La potencia se mide en vatios (W) y depende del trabajo realizado y el tiempo empleado. Por ejemplo, si se realiza un trabajo de 100 J en 10 segundos, la potencia sería de 10 W.

La potencia es un concepto importante en la física porque indica la eficiencia y velocidad de un sistema o máquina. Por ejemplo, un automóvil con un motor potente puede acelerar rápidamente y realizar trabajo de manera eficiente. De manera similar, una licuadora que tritura más rápido tiene más potencia que una que tritura más lentamente.

Energía

La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo. En otras palabras, la energía es la medida de la capacidad de un objeto para causar cambios en su entorno. La energía se mide en julios (J) y puede ser transferida de un objeto a otro. Hay diferentes tipos de energía, incluyendo la energía cinética, la energía potencial y la energía térmica.

La energía cinética es la energía del movimiento. Un objeto en movimiento tiene energía cinética porque puede realizar trabajo sobre otro objeto al chocar con él. La energía potencial es la energía almacenada en un objeto debido a su posición o estado. Por ejemplo, un objeto elevado tiene energía potencial porque puede caer y realizar trabajo al chocar con el suelo. La energía térmica es la energía asociada con la temperatura de un objeto.

Relación entre Trabajo, Potencia y Energía

El trabajo, la potencia y la energía están estrechamente relacionados. El trabajo realizado sobre un objeto puede transferir energía a ese objeto. La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo y, por lo tanto, también está relacionada con la energía transferida. La energía es la capacidad de realizar trabajo, y el trabajo realizado puede cambiar la energía de un objeto.

Por ejemplo, si se levanta un objeto pesado, se realiza trabajo sobre el objeto y se transfiere energía potencial al objeto. La potencia con la que se levanta el objeto determina la rapidez con la que se transfiere la energía. Si se suelta el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética al caer.

Aplicaciones en la Vida Real

El trabajo, la potencia y la energía tienen numerosas aplicaciones en la vida real. Por ejemplo, en la industria, las máquinas y los motores se diseñan para realizar trabajo de manera eficiente y rápida. En la vida cotidiana, se utiliza la energía para realizar tareas como calentar alimentos, iluminar hogares y propulsar vehículos. Con este proyecto representamos la importancia de estos conceptos para la realización de la función de una grúa. 

3. MATERIALES:

1. Madera

2. Polea metalica pequeña.

3. Clavos

4. Nailo resistente

5. Gancho.

4. DISEÑA: 

Se elaboró el siguiente plano para el proyecto:

5. PLANEA: 

María Cristina arroyo, Michell García y Laura Turizo rocha colaboraron de igual manera en la investigación, realización del proyecto y publicación del blog. 

6. MATERIALIZA: 

🛠️ Materiales:

1 listón de madera largo.

1 listón más corto (para soporte vertical)

1 listón pequeño (tope en la parte superior, pintado de rojo en la imagen)

1 polea metálica pequeña

1 bisagra metálica (simulando el peso o la carga)

1 hilo o cuerda resistente

2 pequeños cubos de madera (para simular contrapesos)

Clavos o tornillos pequeños

Martillo y/o destornillador

Pegamento de madera (opcional, para reforzar)

1. Preparar la base:

Colocamos la tabla rectangular como soporte principal de la grúa.

2. Fijar el soporte vertical:

Clavamos y atornillamos un listón de madera en posición vertical sobre la base.

3. Colocar el brazo inclinado:

Inclinamos el listón largo sobre el soporte vertical y lo fíjamos. Este será el brazo de la grúa.

5. Instalar la polea:

Fijamos la polea en el extremo superior del brazo inclinado.

6. Colocar la cuerda:

Pasamos la cuerda por la polea y deja ambos extremos libres:

Un extremo irá atado al contrapeso de madera.

El otro se usará para levantar la carga (bisagra u otro objeto).

7. Colocar los contrapesos:

Se fijaron los pequeños cubos de madera en el brazo inclinado (sirven de equilibrio y resistencia).

8. Prueba de funcionamiento:

Ata la carga y tira del otro extremo de la cuerda. Observa cómo la polea ayuda a reducir el esfuerzo necesario para elevar el peso.

 

7. EVALUACIÓN:

En base a los logros y la eficacia del experimento, se puede concluir que se logró dar solución al problema planteado. El experimento diseñado y construido permitió demostrar de forma práctica y comprensible los conceptos de trabajo, potencia y energía, utilizando materiales accesibles y seguros. Logramos entender mejor estos conceptos y aplicarlos en situaciones reales, lo que mejoró la comprensión y el aprendizaje.