Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Ciencias. Escuela de Ingeniería Química. Carrera de Ingeniería Química.
Ensayo 1 Trabajo, potencia y energía.
!signatura Física II
Pro"esor Ing. Tony Flores Fecha 4 de noviembre del 2016.
!lumno Maicol !ordan "#gc!a $%nc!e& '()*+2(
Trabajo, potencia y energía. -or Maicol "#gc!a.
I#$%&'(CCI)#. a energía nos da evidencias de s# e/istencia en todo el ininito. s innegablemente omnipresente en el #niverso y por esto m#c!os dicen #e 3la energía es movimiento. 5" es #e es cierto as leyes de ne7ton nos ense8an #e para #e #n c#erpo salga de s# estado nat#ral, es necesario #e se le apli#e #na #er&a. 9l aplicar esta #er&a provocaremos el despla&amiento de :ste c#erpo a trav:s de #na distancia 3/. $i a esto se le conoce como trabajo, podemos establecer #na de las m%s claras relaciones dentro de la ísica; a relaci
e esta manera se compr#eba #e el tema a tratar se relaciona con todos los aspectos de la ísica, ya #e, si !ablamos de movimiento, por consig#iente, tendremos #e tratar con ?e7ton y s#s leyes. s decir, cinem%tica y din%mica como parte del m#ndo donde la energía es el centro. " es así como toda la actividad !#mana gira en torno y gracias a la energía. >esde la civili&acie apoco, se #e apoderando de todos los o#les #e la nat#rale&a nos podía brindar. -or todo lo dic!o anteriormente, tener #na idea clara de todos los conceptos, teorías y leyes del trabajo, potencia y energía debe ser algo #ndamental en #n ingeniero ya #e le permitir% rele/ionar yCo vinc#lar dic!os post#lados con las #t#ras sol#ciones #e :l desarrollar% para problemas en s# %rea de oc#paci
*!%C& $E)%IC&. >esde el p#nto de vista de la ísica te
constante F actEa sobre :l '. >einimos el traba+o reali&ado por esta #er&a ' como el prod#cto de la magnit#d F de la #er&a y la magnit#d s del despla&amiento. 1
Fíg.1. Si hay un ángulo, solo el componente Fn de la Fuerza F realiza trabajo sobre el cuerpo. Fuente: Hugh, D. & Freedman, R. (!!"# F$sica uni%ersitaria. olumen '.
9!ora, si al momento de aplicar la #er&a encontramos #n %ng#lo #e modiica la inclinaci
F
Ana #er&a F arrastra #n c#erpo de masa M por #na distancia 9H.
M 9 o
H
>ebido a la aparici
M
ϴ
Fx )
De esta manera, la *uerza +ue realiza trabajo será igual al os ϴ por F. o
-l componente de la *uerza en no realiza trabajo debido a +ue/
0 Hugh, D. & Freedman, R. (!!"# F$sica uni%ersitaria. olumen '. Decimosegunda edici1n. 2ág. 03. 456ico/ 2earson educaci1n.
Fy
2or lo tanto, la *uerza Fy será igual a F por os ("!7#, lo +ue es igual a cero. -s decir, en el eje no se realiza trabajo por+ue no hay desplazamiento y la *uerza es paralela al mismo.
UNIDADES. 89a unidad de trabajo en el S' es el joule (+ue se abre%ia : y se pronuncia 8yul;, nombrada as$ en honor del *$sico ingl5s del siglo <'< :ames 2rescott :oule#.; -n cual+uier sistema de unidades %emos +ue las unidades son iguales a las unidades de la *uerza por las unidades de distancia. -n el caso del S', =e>ton por metro. Sin embargo, encontramos e6cepciones como en el sistema británico/
ECUACIONES. ? uando no hay un ángulo. ? uando hay ángulo y la *uerza tiene componentes. ?
@eorema in5tica.
de
@rabajo?-nerg$a
9a Altima ecuaci1n nos introduce a un tema aAn más amplio +ue trabajo, 9 -=-RBC. s$, 8la energ$a cin5tica de una part$cula es igual al trabajo total +ue se e*ectu1 para acelerarla desde el reposo hasta su rapidez actual;, segAn Hugh & Freedman (!!"# pág. 0"0. l hablar de mecánica podemos mencionar a dos tipos di*erentes de energ$a/ Energía cinética: 8-s a+uella debida al mo%imiento de una masa. n carro en mo%imiento, una bala disparada, una pelota +ue cae, tienen energ$a cin5tica;E Hugh, D. & Freedman, R. (!!"# F$sica uni%ersitaria. olumen '. Decimosegunda edici1n. 2ág. 03. 456ico/ 2earson educaci1n. E Bonzáles, . (!!# F$sica *undamental. 2Gg. I. 456ico/ -ditorial 2rogreso S..
Energía otencial: 8-s energ$a almacenada, o energ$a debida a la posici1n de una masa. na roca en lo alto de una colina tiene energ$a potencias +ue se trans*orma en cin5tica si rueda cuesta abajo. l comprimir un resorte le damos energ$a potencial +ue se trans*orma en cin5tica al soltarlo;. 2B O!"ENCI#N DE $A F#%MU$A. 9a %elocidad de un cuerpo +ue cae libremente está dada por esta ecuaci1n. Si despejamos s obtenemos lo siguiente. 8a +ue s es lo mismo +ue h en la *1rmula Ep=mgh, podemos sustituir s en lugar de &. a +ue el cuerpo se mue%e con %elocidad v , tiene energ$a cin5tica;. I Jbtenemos/
2or otro lado, hay otro aspecto importante +ue no hay +ue ignorar y es la relaci1n entre el trabajo y el tiempo. dicha relaci1n se la llama 'O"ENCIA. 89a potencia de un mecanismo es igual al cociente entre el trabajo desarrollado y el inter%alo de tiempo en el +ue *ue e*ectuado; (Kambrano. !!". 2ág. E# Relaciona la magnitud del trabajo (:oules# y el tiempo (segundos# de la siguiente manera/
Ilustración 1. Sustitución de trabajo por Fuerza y desplazamiento.
,I Bonzáles, . (!!# F$sica *undamental. 2Gg. . 456ico/ -ditorial 2rogreso S.. I
DESA%%O$$O DE$ ENSA(O.
l trabajo es #n escalar. $#s #nidades o#les o ?e7ton por metro evidencian la clara relaci
masa y la velocidad de #n c#erpo en dos posiciones. @ada posicie esta manera, en cada posici
!P&%$E PE%S&#!,. >esde la perspectiva de #na est#diante res#lta demasiado complicado entender por #: se imparten este tipo de t
Mis planes a #t#ro consisten en innovar la ind#stria del pl%stico y ormar aleaciones de estos polímeros con ibra de bambE o similares, y así constr#ir pl%stico ecol
C&#C,(SI&#ES. -ara #n ingeniero #ímico debe ser #na tarea obligatoria el comprender perectamente los conceptos #ndamentales implicados a ísica, #ímica y matem%ticas. @onocer la estr#ct#ra y composici
-ibliogra"ía;
•
Bonzáles, . (!!# F$sica *undamental. 2Gg. I. 456ico/ -ditorial
•
2rogreso S.. Hugh, D. & Freedman, R. (!!"# F$sica uni%ersitaria. olumen '. Decimosegunda edici1n. 2ág. 03. 456ico/ 2earson educaci1n.
•
allejo, 2. & Kambrano, :. (!00# Fisica %ectorial . Jcta%a edici1n. Muito/ Rod$n.
