Biofísica 1 Biomecánica 36. Energía

Biomecánica 36.Un levantador de pesas eleva desde el piso hasta una altura de  2m , una barra cuya masa total es de 150 kg. Para efectuar este proceso emplea 10 s.

a. ¿Qué fuerzas actúan sobre la barra?, ¿cuáles de ellas hacen trabajo?

Fuerzas actuantes = Peso y Fuerza del levantador

Fuerzas que hacen trabajo = Peso y Fuerza del levantador

Ambas fuerzas están en la dirección del desplazamiento

b. ¿Cuánta energía ganó la barra?, ¿cuánto trabajo le entregó el hombre?

ΔEm = Em_f - Em_i =  m g h_f – m g h_i

donde

 ΔEm = variación de la energía mecánica

Em_f = Energía mecánica final

Em_i = Energía mecánica inicial

m = masa = 150 kg

g ₌  10 m/s²

h_f  = 2 m

h_i  = 0

reemplazando

 ΔEm = 150 kg * 10 m/s² * 2 m  = 3.000 J  < ------- variación energía mecánica de la barra = trabajo entregado por el hombre

c. ¿Cuál es la potencia media transferida por el hombre a la barra?

Pot = ΔEm / Δt = 3.000 J / 10s = 300 Watt < ---- potencia media

d. Calcule la energía que pierde el hombre sabiendo que para un proceso de esta naturaleza sólo el de esta energía se aprovecha 12% en realizar trabajo sobre la barra. ¿A qué velocidad la pierde?

Trabajo entregado por el hombre a la barra = 3.000 J

Trabajo entregado por el hombre a la barra = Energía aprovechada = Energía perdida * 12%

Despejando energía perdida

Energía perdida = 3.000 J / 0,12 = 25.000 J < ---------  Energía perdida por el hombre

Velocidad de perdida = Energía perdida / tiempo = 25.000 J/ 10 s = 2.500 J/s < ---- velocidad

e. Si la energía se conserva, ¿dónde está la energía que el hombre perdió y la barra no ganó?

La energía perdió el hombre y no gano la barra se convirtió en calor y otras formas de energía que no tiene nada que ver con la mecánica.

f. ¿Cuáles de las respuestas anteriores cambian si el hombre demora 20 segundos en levantar las pesas?

En el ítem c, varia la potencia media

Pot = ΔEm / Δt = 3.000 J / 20s = 150 Watt < ---- potencia media

En el ítem d, la velocidad de perdida de la energía

Velocidad de perdida = Energía perdida / tiempo = 25.000 J/ 20 s = 1.250 J/s < ---- velocidad