ENERGÍA

UNIVERSIDAD HERMILIO VALDIZAN

ENERGÍA.-Todo cuerpo, sustancia o cualquier otro ente tiene energía si tiene capacidad para realizar trabajo. La Energía es una magnitud física escalar que expresa la capacidad para realizar trabajo, en consecuencia la Energía mide en las mismas unidades de trabajo.

Unidad de Energía en el S.I.: (Joule)Existen diferentes tipos de energía, nos ocuparemos solo de la energía mecánica (cinética y potencial)

TIPOS DE ENERGÍA MECÁNICAEnergía Cinética (EK).- Es una forma de energía que depende del movimiento relativo que posee un cuerpo con respecto a su sistema de referencia, será por lo tanto una energía relativa.

A) Energía Potencial Gravitatoria (EPG).- Es aquel tipo de energía que posee un cuerpo debido a la altura a la cual se encuentra, con respecto a un plano de referencia horizontal; considerado como arbitrario. La Energía Potencial Gravitatoria se define como el trabajo que realizaría el peso de un cuerpo, al desplazarse éste de la posición en la cual se encuentra, hasta el plano de referencia considerado. Por ahora sólo consideramos altura a la superficie terrestre.

B) Energía Potencial Elástica (EPE).- Es aquella energía que posee un cuerpo sujeto a un resorte comprimido o estirado.

Energía Mecánica(EM).- Es la suma de la Energía Cinética y la Energía Potencial.

Teorema Trabajo – Energía.- “Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas y éste se mueve desde un punto. A hasta un punto B, el trabajo realizado sobre el cuerpo es igual al cambio de energía cinética que experimenta”.

Conservación de la Energía Mecánica.– Cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son conservativas, la Energía Mecánica del cuerpo permanece constante.

Fuerzas conservativas y no conservativasConsideramos un cuerpo que es lanzado verticalmente hacia arriba, cuando el cuerpo sube, su peso realiza un trabajo negativo (pues forma un ángulo de 180º con el sentido del movimiento).Pero mientras baja, el trabajo realizado por el peso es ahora positivo de tal manera que si sumamos algebraicamente (con su signo) el trabajo realizado por el peso desde A hasta B y luego hasta A, comprobaremos que resulta cero. Cuando una fuerza cualquiera tiene esta característica, es decir, el trabajo realizado desde el instante inicial hasta que regresa al punto de partida es cero entonces se dice que dicha fuerza es conservativa.

También se dice que una fuerza es conservativa cuando ésta es independiente de la trayectoria seguida por el móvil. El peso de los cuerpos y la reacción normal pueden ser consideradas fuerzas conservativas típicas.

OBSERVACIONES:“Si sobre un cuerpo tan solo actúan fuerzas

conservativas, la energía mecánica se conserva”

EJERCICIOS

∑F = m.a

Tcos53° = (W) a

ga = Tcos53° g Wa = Tcos53° (32.2) Tsen53°

a = Ctg 53° (10)

a= (3 ) (32.2) 4

53°

= 24.15 pie/s2= 24.15 pie/s2

1. En la figura mostrada se tiene un carrito. En el interior de su techo esta suspendido un péndulo cuyo hilo forma un ángulo de 37° con la vertical. Determinar la aceleración del carrito.

2. Determinar el módulo de la fuerza de rozamiento que actúan sobre el bloque de masa m= 25 kg ( µs= 0.8; µk = 0.5; 10 m/s2.

mrugoso

Inicio

∑Fy = 0

W = N N mg

∑Fx = 0

P = Froz = µs N = µs mgµs N = µs mg

ResolvemosResolvemos

∑Fy = 0Fy = 0

W = NW = N

∑Fx = m.a

P – Froz = m.a

P – µµk N= m.a

P – µµk mg= m.a

P – (0.5) (25)(10) = (25) (a)

200 – 125 = 25 a

3m/s2 =a

Frozs= µsN = µs (mg)

= (0.8)(25)(10)

Frozk= µkN = µk (mg)

= (0.8)(25)(10)

P = (0.8)(25)(10)

P=200 NP=200 N