Resumen de la clase anterior
cosW F d
TRABAJO
Positivo
Puede ser
Negativo
Nulo
POTENCIA
La rapidez con la que
se efectúa es la
t
WP
Aprendizajes esperados
• Comprender el concepto de energía.
• Reconocer las energías cinética y potencial, y las expresiones
matemáticas que las definen.
• Aplicar el concepto de energía para explicar diversas situaciones de la
vida cotidiana.
• Aplicar las relaciones entre el trabajo y la energía.
• Aplicar los conceptos a la solución de problemas.
1. Energía
La energía se define como la
capacidad para realizar un trabajo.
1.1 Definición
Características
• Es una magnitud escalar
• Puede ser:
- Térmica.
- Química.
- Eléctrica.
- Eólica
- Mecánica.
- Nuclear.
2. Energía cinética
Es la energía asociada al movimiento de
un cuerpo.
Características
• Depende de la masa y es
directamente proporcional al
cuadrado de la rapidez.
• Se calcula como:
2.1 Definición
Unidades para la energía cinética
S.I.: joule= [N · m]
C.G.S.: ergio = [dina · cm]
21
2cE mv
2. Energía cinética
Energía cinética en nuestra vida cotidiana:
Ejercicios
CAplicación
5. Una bala de 50 [g] que se mueve a 200 tiene una energía cinética de
A) 10 [J]
B) 100 [J]
C) 1.000 [J]
D) 10.000 [J]
E) 1.000.000 [J]
ms
3. Energía potencial
3.1 Definición
Unidades para la energía potencial
S.I.: joule= [N · m]
C.G.S.: ergio = [dina · cm]
Es la energía asociada a la posición de un
cuerpo respecto de un cierto nivel de
referencia.
Existen dos tipos:
• Energía potencial gravitatoria
• Energía potencial elástica
3. Energía potencial
Energía potencial gravitatoria:
Es la energía que posee un cuerpo sobre el que actúa la fuerza de
gravedad, y que se encuentra a una cierta altura respecto de un
nivel de referencia dado.
gE mgh
El nivel de referencia es el que determina la posición para
calcular la energía potencial del cuerpo.
h
3. Energía potencial
Energía potencial en nuestra vida cotidiana:
Ejercicios
EAplicación
9. Se lanza verticalmente hacia abajo, desde 50 metros de altura, un cuerpo de
2 [kg] con una rapidez inicial de 5 . ¿Cuál es la energía potencial del cuerpo en
el momento de haber sido lanzado?
A) 0 [J]
B) 25 [J]
C) 100 [J]
D) 400 [J]
E) 1.000 [J]
ms
4. Relación entre trabajo y energía
El trabajo realizado por la fuerza neta y el trabajo realizado por una
fuerza conservativa (peso y/o fuerza elástica), se pueden calcular
fácilmente utilizando las siguientes relaciones:
2 21
2
neta
neta f i
neta
F c
F c c
F f i
W E
W E E
W m v v
Trabajo y energía
cinética
cons
cons i f
F potencial
F pot pot
W E
W E E
Trabajo y energía
potencial
Ejercicios
BAplicación
Un nadador de masa m [kg] inicialmente tiene una rapidez de 4 . Si un
instante después su rapidez es de 8 , ¿cuál fue el trabajo realizado por la
fuerza neta sobre el nadador?
A) 12m [J]
B) 24m [J]
C) 48m [J]
D) 120m [J]
E) 240m [J]
ms
ms
Ejercicios
CAplicación
Una esfera pequeña de 40 [kg] se encuentra sobre una caja con las
dimensiones que se señalan en la figura. Si la caja se voltea de la posición a
(horizontal) a la posición b (vertical), ¿cuál es la variación de energía potencial
que experimenta la esfera?
A) 50 [J]
B) 150 [J]
C) 200 [J]
D) 400 [J]
E) 600 [J]
En un cierto instante un pájaro en vuelo tiene rapidez y momentum lineal de
magnitud . Entonces, su energía cinética K se puede expresar como
A)
B)
C)
D)
E)
vp
vp2
vp4
vp2
1
vp4
1
vp
Pregunta oficial PSU
DAplicación
Síntesis de la clase
Capacidad para
efectuar trabajo
ENERGÍA
PotencialCinética
puede ser
Relación entre
trabajo y energía
netaF cW E
.cons i fF pot potW E E
Elástica Gravitatoria
21
2cE mv
gE mgh21
2eE k x