111. Problema 1 de POTENCIA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 111: Problema 1 de Potencia.
Tema: Energía y Trabajo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 Este problema nos dice que un auto deportivo de masa 1.7 toneladas parte del reposo, es decir velocidad inicial igual a cero y alcanza una velocidad final de 100 km por hora en un tiempo de 3 segundos. Nos preguntan cual es la potencia del motor expresada en caballos de vapor y en caballos de fuerza. Entonces vamos a comenzar por adecuar las unidades a el sistema internacional. Entonces la masa vamos a llevarla a kilogramos, recordemos que una tonelada equivale a mil kilogramos, para pasar de toneladas a kilogramos multiplicamos por mil, entonces 1.7 multiplicado por mil nos da 1700 kilogramos. La velocidad que se encuentra en kilómetros por hora, la velocidad final, vamos a pasarla a metros por segundo, entonces de kilómetros vamos a pasar a metros, un kilómetro tiene mil metros y de horas vamos a pasar a segundos, una hora tiene 3600 segundos, eliminamos kilómetros con kilómetros y horas con horas. Efectando la operación 100 por mil dividida entre 3600, eso nos da 27.78 metros sobre segundos. Ahí tenemos entonces la velocidad final del auto en metros sobre segundos. El tiempo ya está en segundos, es decir que podemos comenzar a hacer los cálculos. Vamos a utilizar el teorema del trabajo y la energía cinética. Recordemos que este teorema nos dice que el trabajo neto efectuado sobre un cuerpo que se desplaza es igual al cambio en su energía cinética. Si recordemos que el trabajo neto es el trabajo realizado por todas las fuerzas que intervienen en el cuerpo, en este caso tenemos un auto, entonces todas las fuerzas que intervienen allí, la fuerza del motor, ahí está incluida la fuerza de rozamiento, en fin, todas producen un trabajo neto que es igual al cambio en su energía cinética. Ese cambio en la energía cinética es igual a una energía cinética final menos una energía cinética inicial. Veamos, al comienzo el auto se encuentra en reposo, entonces decimos que la energía cinética inicial vale cero. Nos quedamos entonces únicamente con la energía cinética final que será igual a un medio de la masa del auto por la velocidad final elevada al cuadrado. Entonces vamos a reemplazar los valores, vamos a seguirlo por acá, tenemos un medio por la masa del auto que debe ingresar en kilogramos, es decir 1700, por la velocidad final que debe ingresar en metros sobre segundo, la tenemos aquí, es 27.78 elevamos al cuadrado, resolvemos esa operación en la calculadora y nos da 655969.8.14 julios o joules que es la unidad de trabajo y a la vez de energía en el sistema internacional. Entonces con este trabajo vamos a calcular la potencia, vamos a continuarlo por acá, nos piden la potencia, recordemos que potencia se define como la relación entre el trabajo y el tiempo, es decir, es la rapidez con la que se realiza un trabajo. En este caso tenemos un trabajo efectuado, un trabajo neto de 655969.14 julios o joules y todo esto dividido entre el tiempo que son tres segundos, el tiempo que tarda el auto en pasar de cero a cien kilómetros por hora. Efectuando esta operación en la calculadora obtenemos el siguiente resultado 218656.38 wattios o watts, recordemos watts o wattios es el resultado de dividir julios entre segundos, la abreviatura para watts es la letra W. Bien, allí tenemos entonces la potencia del motor en wattios, pero nos preguntan esa potencia en caballos de vapor y en caballos de fuerza, entonces vamos a hacer las conversiones respectivas, tomamos el dato de la potencia en wattios 218656.38 wattios y multiplicamos por el factor de conversión para pasar de wattios a caballos de vapor, entonces tenemos que un caballo de vapor equivale a 735 wattios, de esta manera logramos eliminar wattios con wattios y efectuando esta operación, es decir este número dividido entre 735 nos da 297.5 caballos de vapor, allí tenemos entonces una de las respuestas, la potencia del motor del auto deportivo en caballos de vapor y por último vamos a llevar esta potencia que está en wattios a caballos de fuerza, nuevamente tomamos el dato que está en wattios y multiplicamos por el factor de conversión para pasar de wattios a caballos de fuerza cuya abreviatura es HP, entonces tenemos que un caballo de fuerza o caballo de potencia que también se llama así equivale a 746 wattios, entonces allí logramos simplificar wattios con wattios, efectuamos la operación numérica es decir este número dividido entre 746 y eso nos da 293.1 caballos de fuerza, esta es entonces la potencia del motor de ese auto deportivo en caballos de fuerza, y tenemos entonces las respuestas a la pregunta del problema.
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