NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, trabajo, potencia)

 

1.14- La potencia del motor de un vehículo le alcanza para subir por una pendiente de 60° con una velocidad de 10 km/h. Si subiera por otra
pendiente de 30°, sin modificar la velocidad, ¿en qué porcentaje disminuiría la potencia?
       a) 13%      b) 30%       c) 42%        d) 50%        e) 58%        f) 87%

El problema éste, ya lo vas a ver, es muy, pero muy sencillo. Sin embargo esta lleno de dificultades y suele catalogarse entre los "tramposos". Si te interesa, acá hablo un cacho sobre los exámenes con ejercicios tramposos.

La primer consideración, el primer vistazo general, que va a guiar la resolución del problema es la siguiente. Nos preguntan por una potencia. Hay básicamente dos formas de calcular una potencia, y son a) obtener la cantidad total de energía que se entrega y dividirla por el intervalo en que dicho intercambio ocurre y b) multiplicar el módulo de la fuerza por la velocidad que ésta produce. Queda claro que la nuestra es la segunda opción, con una velocidad de 10 km/h.

Lógicamente, si hablamos de fuerza necesariamente tenemos que hacer un DCL. Acá está.

Ya sé, no me digas... no aparece F la fuerza del motor. Bueno mirá la fuerza que hace el auto con su motor está aplicada sobre el pavimento, de modo que en el DCL del auto no puede verse. Pero es el par de interacción del rozamiento, Roz, ésa es entonces, la fuerza que nos interesa. No voy a ahondar mucho más en este asunto de la fuerza. Seguí ahora con este problema y después podés ver en otro lado una discusión sobre "la fuerza del motor".

Acá se ve claramente que para que el auto suba a velocidad constante (el enunciado no lo dice explícitamente pero se desprende del contexto) la fuerza de rozamiento (la del motor, F) tiene que ser igual a...

F = Roz

Roz = Px

Px = P sen 60°

Luego

Pot60 = P sen 60°. v

   

Ahora resulta que nuestro autito sube por una pendiente más suave y a la misma velocidad. Lógicamente estará exigiendo mucho menos de su motor, que entonces, le entregará menos potencia, ya que le están pidiendo menos.

   

 

Cuánto menos. Ok, la fuerza que hace ahora el motor es

Px = P sen 30°

y como la hace con la misma velocidad

Pot30 = P sen 30°. v

me parece que va a alcanzar con que comparemos ambas potencias y ya.

   

Pot30 / Pot60 =

= P sen 30° . v / P sen 60° . v =

= sen 30° / sen 60° = 0,58

O sea que la potencia en la pendiente suave es el 58 % de la potencia en la pendiente empinada. Justo 58% es una de las respuestas posibles... pero fijate que la pregunta precisa del enunciado fue ¿en qué porcentaje disminuiría la potencia? no ¿a qué porcentaje disminuiría la potencia?, no "a" sino "en" ¿captás la diferencia? de modo que la disminución es la diferencia con el 100% que representa la primera potencia.

   
  ΔPot% = 42 % respuesta c)
   
Esta sutieleza, en un No me salen, es anecdótica. En un examen de respuesta múltiple puede significar un potencial suicidio.   
    Ricardo Cabrera
DESAFIO: Si la potencia desarrollada por el motor en la pendiente empinada era la máxima que podía desarrollar, ¿a qué velocidad puede subir por la pendiente de 30 grados?  
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización nov-06. Buenos Aires, Argentina.