Masa, Energía, Trabajo, Potencia Y

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Presentación diseñada para la conceptualización básica de los términos; masa, velocidad, trabajo, potencia y energía

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Masa, Energía, Trabajo, Potencia Y

  1. 1. Masa, Energía, Trabajo, Potencia y Velocidad SCIE 111 Programa AHORA UMET – Aguadilla Profa. Lucille Oliver Cebollero
  2. 2. VELOCIDAD <ul><li>Es la magnitud por la que cambia de posición un objeto en movimiento. </li></ul><ul><li>Esta magnitud expresa en el Sistema Internacional de Unidades su unidad es el metro por segundo: </li></ul>
  3. 3. VELOCIDAD Distancia que se mueve un objeto En un tiempo dado V= d/t
  4. 4. Masa <ul><li>La masa es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo . La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). No debe confundirse con el peso, que es una fuerza. </li></ul>
  5. 5. TRABAJO MECÁNICO
  6. 6. Trabajo Mecánico <ul><li>Es el realizado por alguna Fuerzas. </li></ul><ul><li>Es una Magnitud Escalar. </li></ul><ul><li>El trabajo efectuado por una fuerza aplicada durante un cierto desplazamiento se define como el producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento. </li></ul>
  7. 7. POSIBILIDADES PARA EL TRABAJO MECÁNICO NULO POSITIVO NEGATIVO F y X sentido contrario F y X mismo sentido F y X perpendiculares.
  8. 8. Unidades <ul><li>En el Sistema Internacional, es el JOULE (newton por metro). </li></ul><ul><li>Donde 1 Joule (J) es el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton para provocar el desplazamiento de un cuerpo igual a 1 metro en la misma dirección de la fuerza. </li></ul>
  9. 9. Trabajo Resultante <ul><li>Cuando varias fuerzas ejercen trabajo , hay que distinguir entre trabajo positivo y negativo. </li></ul><ul><ul><li>Si la Fuerza y desplazamiento son en el mismo sentido, el trabajo es positivo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Si se ejercen en sentido contrario, el trabajo es negativo. </li></ul></ul><ul><li>Trabajo Resultante es la suma algebraica de los trabajos individuales que se ejercen por varias fuerzas en un mismo cuerpo. (Es igual al trabajo de la fuerza neta). </li></ul>
  10. 10. Gráficos Trabajo <ul><li>Fuerza v/s desplazamiento </li></ul>El área es el trabajo W = F x d W = F x d W = 5 x 10 = 10 J La Fuerza es constante 0 d (m) Fuerza (newton) 5 W = F x d 10
  11. 11. Trabajo y Energía <ul><li>Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. </li></ul><ul><li>El concepto de trabajo está ligado íntimamente al concepto de energía y ambas magnitudes se miden en la misma unidad: Joule. </li></ul>
  12. 12. Energía <ul><li>Cantidad inmaterial globalmente constante en un sistema. </li></ul><ul><li>Durante la evolución de dicho sistema la energía toma formas diversas por el intermedio del trabajo de las fuerzas involucradas. </li></ul><ul><li>La energía puede materializarse en masa y la masa transformarse en energía en ciertos procesos físicos. </li></ul>
  13. 13. Energía <ul><li>Capacidad para realizar un trabajo. </li></ul><ul><li>Se mide en JOULE </li></ul><ul><li>Se suele representar por la letra E . </li></ul><ul><li>Ejemplo: </li></ul><ul><li>Cuando un arquero realiza trabajo al tender un arco, el arco adquiere la capacidad de realizar la misma cantidad de trabajo sobre la flecha </li></ul>
  14. 14. Tipos de Energía <ul><li>Existen muchos tipos: </li></ul><ul><ul><li>E. Mecánica: estado de movimiento. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>E. Cinética: en movimiento </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>E. Potencial: en reposo </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>E. Calórica </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Eléctrica </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Química </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Eólica </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Solar </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Hidráulica </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Lumínica, etc. </li></ul></ul>
  15. 15. ENERGÍA MECÁNICA
  16. 16. Energía Mecánica <ul><li>Es la energía que se debe a la posición o al movimiento de un objeto (estado de movimiento de un objeto). </li></ul><ul><li>Se denota: Em </li></ul><ul><li>Es una magnitud Escalar. </li></ul><ul><li>Existen 2 tipos: </li></ul><ul><ul><li>E. Cinética: cuerpo en movimiento. </li></ul></ul><ul><ul><li>E. Potencial: cuerpo en reposo, energía de posición. </li></ul></ul>
  17. 17. ENERGÍA POTENCIAL
  18. 18. Energía Potencial <ul><li>Un objeto puede almacenar energía en virtud de su posición. </li></ul><ul><li>Es la energía que se almacena en espera de ser utilizada, porque en ese estado tiene el potencial para realizar trabajo. </li></ul><ul><li>Se denota: Ep </li></ul><ul><li>Es una magnitud Escalar. </li></ul><ul><li>Existen 2 tipos: </li></ul><ul><ul><li>Ep Gravitacional: posición en la tierra. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ep Elástica: tiene que ver con resortes y fuerza elástica. </li></ul></ul>
  19. 19. Energía Potencial Gravitacional <ul><li>Para elevar objetos contra la gravedad terrestre se requiere trabajo. </li></ul><ul><li>Se define como: la Energía potencial debido a que un objeto se encuentra en una posición elevada. </li></ul><ul><li>La cantidad de ella que posee un objeto elevado es igual al trabajo realizado contra la gravedad para llevarlo a esa posición. (W = F  d) </li></ul>
  20. 20. Energía Potencial Gravitacional <ul><li>Si el objeto se mueve con velocidad constante, se debe ejercer una fuerza igual a su peso (fuerza neta = 0), y el peso es igual a: m  g </li></ul><ul><li>Por lo tanto para elevarlo una altura (h), se requiere una energía potencial gravitacional igual al trabajo. </li></ul>Energía Potencial Gravitacional = peso x altura
  21. 21. Energía Potencial Gravitacional <ul><li>Es mayor a mayor masa y a mayor altura se encuentre. </li></ul><ul><li>El cuerpo debe estar en reposo </li></ul>
  22. 22. Ejemplo Energía potencial <ul><li>Ejemplo: Salto con garrocha </li></ul><ul><li>En el salto con garrocha el atleta usa la garrrocha para transformar la energía cinética de su carrera en energía potencial gravitacional.  Un atleta alcanza una rapidez de 10 m/s.  ¿A qué altura puede elevar un atleta su centro de gravedad?. </li></ul><ul><li>No hay fuerzas aplicadas. </li></ul>
  23. 23. ENERGÍA CINÉTICA
  24. 24. Energía Cinética <ul><li>Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento. </li></ul><ul><li>Se denota: Ec </li></ul><ul><li>Es una magnitud Escalar. </li></ul><ul><li>Es igual al trabajo requerido para llevarlo desde el reposo al movimiento o al revés. </li></ul><ul><li>Depende de la masa del cuerpo y la rapidez que lleva. </li></ul>
  25. 25. Energía Cinética <ul><li>Significa que: </li></ul><ul><ul><li>al duplicarse la rapidez de un objeto, se cuadriplica su energía cinética. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se requiere un trabajo cuatro veces mayor para detener dicho objeto. </li></ul></ul><ul><li>La energía cinética es mayor, mientras mayor masa posea un cuerpo y mayor rapidez alcance. </li></ul>
  26. 27. Trabajo y Energía Cinética <ul><li>El trabajo que realiza una fuerza neta sobre un objeto es igual al cambio de la energía cinética del objeto. </li></ul><ul><li>Un trabajo positivo, aumenta la energía cinética del objeto (Vf > Vi) </li></ul><ul><li>Un trabajo negativo, disminuye la energía cinética del objeto (Vf < Vi) </li></ul>
  27. 28. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
  28. 29. Conservación de la Energía “ En cualquier proceso, la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma en otras modalidades. La energía total de un sistema es constante”
  29. 30. Transformación de Energía Potencial a Cinética
  30. 31. Conservación de la Energía LA ENERGÍA TOTAL ES CONSTANTE
  31. 32. Ejemplo <ul><li>Si un cuerpo de 5 kg de masa, se encuentra a una altura de 40 metros, y se suelta. Calcula: </li></ul><ul><ul><li>el tiempo que se demora en llegar al suelo </li></ul></ul><ul><ul><li>la energía mecánica </li></ul></ul><ul><ul><li>La energía potencial y la cinética al segundo </li></ul></ul><ul><ul><li>La rapidez que llevaba al segundo </li></ul></ul>
  32. 33. POTENCIA MECÁNICA
  33. 34. Potencia Mecánica <ul><li>Es la rapidez con la que se realiza un trabajo. </li></ul><ul><li>Se denota: P </li></ul><ul><li>Es una magnitud Escalar. </li></ul><ul><li>Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo. </li></ul>
  34. 35. Unidades <ul><li>En el Sistema Internacional, es el WATT </li></ul><ul><li>Donde 1 Watt es la potencia gastada al realizar un trabajo de un Joule en 1 segundo. </li></ul>
  35. 37. Potencia Mecánica <ul><li>Un motor de alta potencia realiza trabajo con rapidez. </li></ul><ul><li>Si un motor de auto tiene el doble de potencia que la de otro, </li></ul><ul><li>No Significa que: </li></ul><ul><ul><li>realice el doble de trabajo que otro. </li></ul></ul><ul><li>Significa que: </li></ul><ul><ul><li>Realiza el mismo trabajo en la mitad del tiempo. </li></ul></ul><ul><li>Un motor potente puede incrementar le rapidez de un auto hasta cierto valor en menos tiempo que un motor menos potente. </li></ul>
  36. 38. Potencia Mecánica <ul><li>La potencia en términos generales, expresa la capacidad para ejecutar un trabajo en el menor tiempo posible. </li></ul><ul><li>Una fuente de energía, que puede mover 1 kg de peso por una distancia de 1 metro en un sólo segundo de tiempo, se considera más potente que otra capaz de desplazar el mismo peso en 2 segundos. </li></ul>
  37. 39. Gráfico Potencia <ul><li>Potencia v/s Tiempo </li></ul>El área mide la Energía mecánica Á = P  t Á = W  t =W = E t
  38. 40. Ejemplo <ul><li>Una central hidroeléctrica posee caídas de agua, las cuales son utilizadas para movilizar los generadores que producirán energía eléctrica. Consideremos una caída de agua de altura h = 20 metros cuyo flujo es de 3000 litros por segundo. </li></ul><ul><li>Supongamos g = 10 m/s 2. ¿Cuál es la potencia máxima que podrá ser generada? </li></ul>
  39. 42. Referencias <ul><li>fain.uncoma.edu.ar/prof_tec/fyq/fisica/trabajoYenergia.ppt </li></ul>www.educacionpopular.cl/preu%20materia/ciencias/ Trabajo__Potencia.ppt

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