Máquinas elevadoras en el trabajo – trabajo, potencia y rendimiento

Qué muestra

Elevar una carga de masa m hasta una altura h requiere un trabajo útil A = mgh, que depende solo de la carga y de la altura, no de lo rápido que se eleve. La potencia es la rapidez con que se realiza el trabajo, P = A/t = F·v, así que elevar la misma carga el doble de rápido exige el doble de potencia. Las máquinas reales pierden energía por rozamiento en poleas, cables y reductores, de modo que el motor debe aportar más trabajo total que el útil. El rendimiento es el cociente entre trabajo útil y trabajo total, y siempre es menor que el 100 %.

Cómo usarla

Elige el Tipo de máquina, ajusta la Masa de la carga y la Altura de elevación, y pulsa Probar elevación para ver subir la carga mientras la barra de energía se divide en parte útil y perdida. Después cambia una magnitud cada vez: aumenta la Velocidad de elevación y compara lo que ocurre con el trabajo y con la potencia, o aumenta la Pérdida por rozamiento y observa cómo responden el trabajo total y el rendimiento. Los estudiantes pueden comprobar cada dato con su propio cálculo.

Parámetros que puedes cambiar

• Tipo de máquina Grúa de construcción, Elevador de productos agrícolas, Ascensor de pasajeros
• Masa de la carga 50–3000 kg
• Altura de elevación 2–40 m
• Velocidad de elevación 0,2–3 m/s
• Pérdida por rozamiento 0–45 %

Preguntas para explorar

1. Si la carga se eleva el doble de rápido, ¿qué les ocurre al trabajo útil y a la potencia?
2. ¿Por qué el rendimiento de una máquina elevadora real siempre es menor que el 100 %?
3. ¿Cuánto trabajo total debe hacer el motor para elevar 500 kg a 12 m con una pérdida por rozamiento del 20 %?