Guía de trabajo y Energía de Física Mecánica de la Universidad Tecnológica Metropolitana de Santiago de ChileDescripción completa
Liceo Politécnico Pinto “Gastando Energía en este trabajo”
Nombre:_____________________________________ Curso:_____________ Nota:_______ Instrucciones: Observa y lee atentamente, luego analiza la información y responde las preguntas planteadas en cada actividad
!l traba"o es una medida de los cambios #ue las fuerzas realizan sobre un sistema Trabajo Tr abajo Mecánico: $esde el punto de vista de la f%sica es muy importante lo #ue denominamos traba"o mec&nico 'e realiza un traba"o mec&nico al cambiar la posición o el movimiento de los cuerpos !l traba"o efectuado por un fuerza se mide a partir del valor de dic(a fuerza y del desplazamiento al #ue se ve sometido el ob"eto sobre el #ue se aplica la fuerza !l traba"o realizado es directamente proporcional al producto de la )uerza*)+ por el desplazamiento*s+ as% el traba"o vendr& dado por la epresión: - . ) / s ó ) / s cos 0 !stas ecuaciones son v&lidas para cuando la fuerza realizada es constante La unidad de traba"o es el sistema internacional es el "oule * 1+ en (onor ( onor a 1ames Prescott 1oule y e#uivale al traba"o realizado por una fuerza de 2 Ne3ton *N+ sobre un ob"eto #ue se desplaza un metro La energ%a #ue permite realizar traba"o mec&nico puede ser: Cinética si produce un cambio en el moviendo de los cuerpos • Potencial, si se modifica la altura del ob"eto respecto al nivel del suelo • Actividad 1:
Observa las ilustraciones y luego responde las preguntas usando la información #ue acabas de leer a+4
b+4
e+4
c+
f+4
d+4
g+4
(+4
i +4
"+4
24 56ué crees t7 #ue tienen en com7n estas ilustraciones8
94 5odos ellos est&n realizando un traba"o8 1ustifi#ue su respuesta
TRABAJ REA!I"A# $R %&A '%ER"A (ARIAB!E
.
'i una fuerza variable ) est& moviendo a un ob"eto a lo largo del e"e desde una posición inicial a otra final, ya no se puede usar la epresión anterior para calcular el traba"o realizado por la fuerza !n este caso se puede (acer #ue el cuerpo eperimente pe#ue;os desplazamientos d, entonces la componente ) de la fuerza en la dirección del desplazamiento se puede considerar aproimadamente constante en ese intervalo d y se puede calcular un traba"o d- en ese pe#ue;o desplazamiento como: dW = Fx dx
Por lo tanto observamos #ue esta cantidad es simplemente el &rea ba"o la curva de Fx versus x, del rect&ngulo sombreado, por lo #ue si la curva descrita por Fx se subdivide en una seri de intervalos pe#ue;os en donde la fuerza resulte ser constante, entonces el traba"o total realizado por la fuerza
variable es la suma de las &reas de todos los rect&ngulos !n todos los fenómenos de la vida encontramos algo en com7n: !a Energía todo ser viviente necesita alimentarse para obtener energ%a, as% como la micro #ue utilizas para llegar al colegio necesita petróleo para realizar su recorrido, erra sur necesita de electricidad para llegar a 'antiago o en el invierno utilizamos las estufas #ue necesitan de
56ué tipo de energ%as conoces8
Energía es la capacidad de los cuerpos para realizar traba"o tanto sobre s% mismos como sobre otros La energ%a no es )a causa de los cambios Las causas de los cambios son las interacciones y, su consecuencia, )as trans*erencias de energía !sta propiedad de los sistemas tiene como caracter%sticas: La energ%a puede ser transferidas de un sistema a otro *por !" =n cuerpo en movimiento puede • transferir su energ%a+ La energ%a puede transformarse *por !" La energ%a solar puede transformarse en eléctrica, esta • en calor%fica+
Actividad +:
>asado en las ilustraciones 56ué podr%as decir de la energ%a cinética y la energ%a potencial8
!a energía cin,tica es la energ%a #ue poseen los cuerpos debido a su movimiento !sa energ%a depende de la masa y de la velocidad La energ%a Cinética *!c+ se define como el producto de la masa del cuerpo *m+ por la velocidad *v+ al cuadrado dividido por dos Ec - 1./ 0 v / La energ%a cinética se mide *en el '?+ en las mismas unidades #ue el traba"o *"oule+ y para su c&lculo debemos epresar la masa en @g y La velocidad en mAs 'i aplicamos una fuerza sobre un ob"eto y como consecuencia se produce una variación de su velocidad el traba"o realizado vendr& dado por la variación de !c - . !cf 4 !ci
!a energía $otencia) es la energ%a #ue poseen los cuerpos debido a la posición #ue ocupa !ste tipo de energ%a depende de la masa del cuerpo y de la altura respecto al suelo La energ%a potencial *!p+ se define como el producto de la masa *m+ de un cuerpo por la aceleración gravitatoria *g+ y por la altura *(+ respecto al suelo - 02g23 Actividad 4: Completa correctamente los espacios utilizando los conceptos dados: 'unda0enta)es5 6in,tica5 Trans*erida5 Mecánica5 6onstante5 Trans*or0arse5 $otencia)5 Movi0iento5 Energía5 trabajo5 Ecuaciones de 6onservaci7n
La _____________ es una propiedad de los sistemas #ue tiene como caracter%sticas ______________: a+4 La energ%a puede ser __________________ de un sistema a otro *!" =n cuerpo en movimiento puede transferir su energ%a a otro+ b+4 La energ%a puede ______________________ *!" $e energ%a solar a energ%a eléctrica+ La energ%a __________________ esta relacionada con las energ%as ______________ y _______________ La primera esta relacionada con la posición #ue posea el cuerpo y la segunda con el ________________ Cuando consideramos sólo cambios de posición y velocidad la relación entre ________________ y energ%a se convierten en _______________________, por lo #ue la suma de la energ%a cinética y potencial se mantendr& ___________________ Actividad 8: Besponde o ) a).-……… !l traba"o de la fuerza normal *N+ es cero b+4DD !l traba"o total e#uivale a la variación de la energ%a mec&nica c+4DDD 'i ganamos energ%a es por (aber efectuado un traba"o mec&nico d+4DDD La energ%a potencial no depende de su velocidad e+4DD !l traba"o producido por una masa en movimiento se llama energ%a mec&nica f+4DD La energ%a total de un sistema aislado se mantiene constante
La energ%a potencial gravitacional epresa la medida de la interacción de dos cuerpos La energ%a mec&nica se puede transformar en otro tipo de energ%a !l traba"o realizado por la fuerza peso es siempre E si el ob"eto se mueve verticalmente (acia aba"o La energ%a es la capacidad de un cuerpo de realizar un traba"o La fricción produce una pérdida de energ%a !l teorema del traba"o y la energ%a establece #ue el traba"o neto corresponde a la variación de la energ%a mec&nica
