Trabajo Energía y Potencia

ENERGÍA

TRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTE

TRABAJO DE UNA FUERZA VARIABLE

TEOREMA DEL TRABAJO - ENERGÍA CINÉTICA

ENERGÍAS POTENCIALES

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

POTENCIA

El sol es una fuente fundamental con que cuenta nuestro planeta.

Pero tenemos otras fuentes esenciales:

•Combustión de los fósiles

•Petróleo

•Gas natural

•Calor interior de la tierra

•El agua

•El viento, los alimentos, etc.

Todos ellos primordiales para la subsistencia en la tierra.

La energía es el motor que mueve el mundo, es un concepto fundamental de la ciencia.

Hoy en día podemos ver televisión, oír la radio, iluminarnos, cocinar nuestros alimentos, trabajar, caminar o correr, gracias a las transformaciones de la ENERGIA.

LA ENERGIA DE UN SISTEMA ES UNA PROPIEDAD DEL MISMO QUE NOS REFIERE A SU CAPACIDAD PARA TRANSFORMAR A OTROS SISTEMASPero mas importante que esto es comprender como se transforma y como se transfiere.

Hay energía en los seres vivos y en las cosas, y también en las radiaciones que llegan del espacio. Pero únicamente detectamos sus efectos cuando algo sucede, es decir, cuando se producen cambios.

Equivalencia entre masa y energía: uno de los resultados mas notables de la teoría especial de la relatividad de Einstein:la masa es también una forma de energía!

Energía Eléctrica Energía Química Energía Elástica

Energía Gravitatoria Energía Nuclear

Energía Potencial

E m . c2

ENERGÍA

TRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTE

La palabra trabajo tiene diversos significados en el lenguaje cotidiano. En física se le da un significado muy específico para describir lo que se logra mediante la acción de una fuerza que hace que un objeto se mueva cierta distancia. En forma específica el trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento. En forma de ecuación, lo anterior es:

ENERGÍA

donde F es la magnitud de la fuerza constante, d es la magnitud del desplazamiento neto de la partícula, y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento neto. El trabajo se mide en newton.m, (Nm), en unidades del SI. Por comodidad se le asigna un nombre especial a esta unidad: El joule (J): 1J = 1N.m

W F d cos

Revise el ejemplo 6-2 de la página 140 del libro de Giancoli

ENERGÍA

TRABAJO EFECTUADO POR UNA FUERZA VARIABLE

El trabajo efectuado (W) por una fuerza variable al mover un objeto entre dos puntos es igual al área bajo la curva (Fcos) contra d, entre esos dos puntos.

La energía es susceptible de cambios; así el cambio en la energía de un objeto puede cuantificarse mediante el TRABAJO. W = F d cos θ

ENERGÍA

Prinicipio del trabajo y la Energía cinética

" El trabajo efectuado sobre un objeto es igual a su cambio de energía cinética".

21

22 neto vm

21 vm

21 =W

Cuando se habla de trabajo neto se refiere al:

1. Trabajo de la fuerza de rozamiento

2. Trabajo del peso

3. Trabajo realizado por la fuerza resultante.

Energia cinetica Energia Potencial

Enegía cinética Enegía potencial

ENERGÍA

Energía Potencial Gravitatoria

W grav F d m g h

•Desarrolle el ejemplo 6-6 página 146. Considere la masa del móvil igual a 1500,0 kg

ENERGÍA

Energía Potencial Elástica

EP elástica12 k x 2

•Un sistema masa- resorte, en posición vertical se desplaza por la acción de una fuerza 2,5 m . Si la constante del resorte es igual a 250,0 N/m . Determine la energía elástica del sistema.

ENERGÍA

Energía mecánica y su conservación

" Si únicamente se encuentran actuando fuerzas conservativas, la energía mecánica total de un sistema no aumenta ni disminuye en cualquier proceso. Permanece constante (se conserva)"

E M Ec Ep

ENERGÍA

Conservación de la energía con fuerzas disipativas

La conservación de la energía mecánica de un sistema cuando están actuando fuerzas disipativas se expresa de la siguiente manera:

Ec 1 Ep1 Ec 2 Ep 2 WfdPotenciaLa potencia se define como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien la rapidez a la que se trasforma la energía:

Potencia TrabajoTiempo

Energía transformadaTiempo

Potencia

Resulta interesante no solo conocer la energía intercambiada con un sistema, sino también, la rapidez con la cual se intercambia esa energía. La relación de transferencia de energía respecto al tiempo, se denomina Potencia

dtdW=P

ΔtW=P Potencia Media

Potencia instantánea

Si la fuerza es constante:

vF=dtdrF=

dtdW=P ..