Potencia Mecánica

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POTENCIA MECÁNICA
I. Concepto
* Es la rapidez con la cual un cuerpo transfiere 
movimiento mecánico a otro cuerpo 
* Es la rapidez con la cual un cuerpo transfiere 
energía mecánica a otro cuerpo 
* Se define:
1. Potencia Media (Pmedia)
t
W
P
F
media


t
r
F
t
W
P
F
media






∙ En general: Unidad: watt (W)
1 W <> 1 J/s
∙ Para fuerzas constantes:
mediamedia VFP


2. Potencia Instantánea (Pinst.)
∙ Veamos:
dt
rd
F
dt
dW
P
F 
ainstantáne VFP

 ainstantáne
Unidad: watt (W)
1 W <> 1 J/s
* Si el cuerpo experimenta un MRU: mediaPP ainstantáne
II. Rendimiento o Eficiencia (e) de un Motor
* Nos indica la cantidad de potencia empleada para cumplir un 
objetivo con respecto a la potencia entregada o absorbida por 
parte del motor
* Veamos:
· Por Conservación de Energía: DisipadaÚtilEntregada PPP 
Es aquella que cumple 
con un objetivo trazado
Entregada
Disipada
Entregada
Útil
P
P
P
P
e  1
· Se define:
Es adimensional
OBS.: Unidades de Medida
1. Para la energía
· Joule (J)
2. Para la potencia
∙ Watt (W)
∙ Kilojoule (kJ): 1 kJ <> 1000 J
· Kilo watt - hora (1 kW-h): 1 kW-h <> 3,6 MJ
∙ Kilowatt (kW):1 kW <> 1000 W
∙ Horse Power (HP): 1 HP <> 746 W
III. Preguntas
01. Sobre la potencia mecánica, podemos afirmar:
I. La potencia es la rapidez con que se transmite energía.
II. A mayor trabajo realizado mayor es la potencia desarrollada.
III. La eficiencia nos indica la fracción o porcentaje de la potencia 
entregada que se aprovecha.
Rpta. 
I. CORRECTA
II. INCORRECTA
Ya que para que ocurra ello, el Δt debe ser constante en todo 
momento y en la proposición no indican ello
III. CORRECTA
Ya que ello es su objetivo
IV. Problemas
03. Un bloque de 100 kg inicialmente en reposo es elevado mediante la fuerza vertical F con una aceleración 
de 3 m/s2 durante 5 s. Determine la máxima potencia y la potencia media (en kW) respectivamente 
desarrollada por la fuerza F. (g = 10 m/s2)
Solución: * Piden Pmáx y Pmedia
* A partir del enunciado:
· A partir del dato:
amFR .
)3.(1001000 F
NF 1300
· Del MRUV:
taVV f  .0

)5).(3(0máxV
smVmáx / 15
· Determinando la Pmáx :
máxmáx VFP


)ˆ15()ˆ1300(máx jjP  kWP 5,19máx 
· Determinando la Pmedia :
mediamedia VFP







 

2
ˆ150
)ˆ1300(media
j
jP kWP 75,9media 





 

2
f0
media
VV
FP


05. La figura muestra dos 
bloques A y B, ambos 
inicialmente en reposo. Si 
mA = 2mB = 4 kg, halle la 
potencia media (en W) que 
desarrolla el peso del 
bloque B al descender los 
primeros 135 cm. (g = 10 
m/s2) (CEPRE 2009-I)
Solución: * Piden Pmedia
* A partir del enunciado:
· Para el sistema:
amF sistR .
aTT .6)20()( 
a.620 
2/ 
3
10
sma 
* Adicionalmente:
· Del MRUV:
2.
2
1
tad 
2.
3
10
2
1
35,1 t





 st 9,0
· Por último:
t
W
P
gm
media
B


9,0
)35,1).(20(
mediaP
WPmedia 30
07. El motor que se muestra en la figura 
recibe 1500 J cada segundo de una fuente 
de energía eléctrica. Determine la 
eficiencia del motor si el bloque sube por 
la rampa lisa con una rapidez constante 
de 0,2 m/s. (g = 10 m/s2) (CEPRE 2015-
II)
Solución: * Piden e
* A partir del enunciado:
· Dado que el bloque sube 
a rapidez constante:
NT 6000
· Debido al motor:
VTP
Útil
.
WP
Útil
 1200)2,0).(6000( 
· Por último:
Entregada
Útil
P
P
e  % 80
1500
1200
 e
09. Halle la potencia mínima, en W, que se debe entregar a un motor para extraer agua de un pozo a 20 m de 
profundidad y descargar a razón de 10 L/s con una rapidez no menor a 6 m/s, si su eficiencia es 80%. (g = 10 m/s2)
Solución: * Piden Pmín
* A partir del enunciado:
· Se sabe:
t
W
P
MOTOR
MOTOR


t
W
P
F
Útil 

t
EpEc
P G
Útil 


· Recordar:
.Entr
Útil
P
P
e 
.. EntrÚtil PeP 
· Reemplazando:
t
EpEc
Pe GEntr


..
t
hgmVm
Pe Entr



...5,0
.
2
Descarga
.
).5,0.(. 2Descarga. hgV
t
m
Pe Entr 







· Para el agua:
kgL 1 1 
skgsL / 10/ 10 
).5,0.(. 2mín hgV
t
m
Pe mín 







 )20).(10()6.(5,0).10(.8,0 2 mínP
)218).(10(.8,0 mínP
WPmín 2725