modulo 12 proyecto integrador semana 4, Apuntes de Física

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Nombre de la actividad: Proyecto

integrador. “Electricidad y magnetismo en

la vida diaria”

Fecha: 22/ julio/ 2021.

A partir del siguiente caso, responde los planteamientos:

En la casa de Rosalía se encuentran funcionando una bomba de agua, 2 focos

ahorradores de 60 vatios o watts ( W ) y un foco incandescente de 100 W. En las

terminales de la bomba de agua existe una diferencia de potencial de 120 voltios

( V ) y circula una corriente de 5 amperes ( A ).

Después de 45 minutos, la energía eléctrica en casa de Rosalía queda

suspendida, debido a una descarga atmosférica sobre el transformador que

proporciona el suministro eléctrico, lo que también ocasiona que éste se aísle de

la red eléctrica y adquiera una carga eléctrica de -8000 microcoulombs ( μC ). La

bomba de agua también queda cargada después de su operación con una

intensidad de +500 μC. Considera que la bomba de agua de la casa de Rosalía se

encuentra 8 metros al norte del transformador de suministro eléctrico y 6 metros al

este.

1. ¿Qué potencia eléctrica desarrolla la bomba de agua de acuerdo con

las características señaladas?

DATOS

Diferencia de potencial = (V) = 120V

Corriente eléctrica = 5 A

Tiempo=45 minutos=

60 seg.

1 min.

2700segundos.

Tiempo=45 minutos entre 60 minutos=

hrs. =¿ 0.75hr.

V= 120V

I= 5 A

1Kw = 1000W

P = VI =( 120 V ) ( 5 A )= 600 W

P = 600 W

1 kw

1000 W

Kw

1.1. Anota tu resultado anterior en kilowatts ( kW ).

Energía gastada para el foco incandescente:

E

1 Foco Incandescente

= 270,000J

2.4. Finalmente, suma la energía utilizada por los dispositivos eléctricos

presentes en la casa de Rosalía para obtener la energía total en J****.

Energía Total =Energía Bomba

• Energía 2Focos +Energía 1foco incandescente

Energía Total

= (1,620,000J) + (324,000J) + (270,000J) = 2,214,000J

Energía utilizada por los dispositivos eléctricos presentes:

Energía Total en decimal

= 2, 214,000J

Energía total en notación científica = 2.214x

6

J

3. ¿Cuál es el costo del consumo de energía eléctrica de los aparatos, si el

precio de 1 kilowatt-hora ( kW ∙ h ) es de $ 0.956? Recuerda que para calcular

los kW ∙ h se debe multiplicar la potencia de cada aparato en kW por la

fracción de hora que estuvieron funcionando :

kWh = kW ∙ h

1 Kw ∙ h = $ 0.956 Pesos

2focos de 60w

1Kw= 1000W

P= 2x60w= 120W

1 Kw

=0.12 kW

E = kW ∙ h =( 0.12 kW ) ( 0.75)=0.09 kW ∙h

1 foco de 100W

P = 100 W

1 kW

1000 W

=0.1 kW

E = kW ∙ h =( 0.01 kW ) ( 0.75)=0.075 kW ∙ h

Bomba 600W

P = 600 W

1 kW

1000 W

=0.6 kW

E = kW ∙ h =( 0.6 kW ) ( 0.75)=0.45 kW ∙ h

Bomba= (0.6Kw) (0.75hr) = 0.45Kw∙ h

E

r =¿0.09 kWh +0.075 kWh +0.45 kWh =0.615 kWh ¿

E

r =¿ E r xC = ( 0.615 kWh ) ( $ 0. ) =0.58794 ¿

Costo del consumo de energía eléctrica de los aparatos es:

$0.58794 pesos.

4. Si tanto el transformador como la bomba de agua quedaron eléctricamente

cargadas, ¿cuál es la fuerza de atracción entre éstas? Recuerda que la

distancia d es la distancia más corta entre las cargas: la hipotenusa del

triángulo rectángulo cuyos catetos son 8 m al norte y 6 m al este, los cuales

separan al transformador de la bomba de agua.

h = √ a

2

• b

2

√

2

2

√

√ 100 = 10 m.

F = k =

Q

1

Q

2

r

2

= 9 x 1 0

9 Nm

2

C

2

− 500 x 1 0

− 6

C

• 8000 x 10

− 6

C

2

F =

36000 Nm

2

2

= 360 N

5. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico generado por el transformador

en el punto donde se sitúa la bomba de agua?

Bomba

b= 8m

Transformador

a= 6m

11 $

12 $

13 $

14 $

15 $

8.2 Con base en el plano cartesiano:

8.2.1 ¿Cuánto habrá ahorrado Rosalía hasta el día 7?

R= $ 210

8.2.2 ¿Cuál fue el total de su ahorro durante los 15 días?

R= $

8.2.3 ¿En qué día pudo haber cubierto el total de los gastos?

R= En el día 13

9. Responde las preguntas siguientes sobre el electromagnetismo y las

matemáticas:

9.1 Redacta en mínimo 5 renglones ¿Cuál es la importancia de las

matemáticas en el estudio de fenómenos electromagnéticos?

El estudio de fenómenos electromagnéticos es de suma importancia, ya que están

ligados para el estudio de estos, esta nos da la base para estudiar y el poder

lograr comprender todo lo que conlleva y generar ecuaciones para el fenómeno el

cual inconscientemente aplicamos día con día, para beneficio propio en todos los

ámbitos es vital, ya que gracias a estos fenómenos hoy por hoy tenemos muchas

comodidades en nuestra vida cotidiana,

9.2 Menciona en 5 renglones ¿Cuál ley electromagnética utilizas más en tu

vida diaria? ¿Por qué?

La ley de Faraday, ya que el número de aplicaciones de la ley de Faraday es

infinito. Pues esta su puede ver y utilizar en las tarjetas de crédito (magnéticas),

las brújulas, rayos gamma y rayos X, pero también la usamos en casa en el horno

de microondas, la licuadora el ventilador, la tv, la computadora, por mencionar

algunos los cuales funcionan debido al electromagnetismo.