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 Masa, Energía, Trabajo, Potencia Y Presentation Transcript

  • Masa, Energía, Trabajo, Potencia y Velocidad SCIE 111 Programa AHORA UMET – Aguadilla Profa. Lucille Oliver Cebollero
  • VELOCIDAD
    • Es la magnitud por la que cambia de posición un objeto en movimiento.
    • Esta magnitud expresa en el Sistema Internacional de Unidades su unidad es el metro por segundo:
  • VELOCIDAD Distancia que se mueve un objeto En un tiempo dado V= d/t
  • Masa
    • 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.
  • TRABAJO MECÁNICO
  • Trabajo Mecánico
    • Es el realizado por alguna Fuerzas.
    • Es una Magnitud Escalar.
    • El trabajo efectuado por una fuerza aplicada durante un cierto desplazamiento se define como el producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
  • POSIBILIDADES PARA EL TRABAJO MECÁNICO NULO POSITIVO NEGATIVO F y X sentido contrario F y X mismo sentido F y X perpendiculares.
  • Unidades
    • En el Sistema Internacional, es el JOULE (newton por metro).
    • 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.
  • Trabajo Resultante
    • Cuando varias fuerzas ejercen trabajo , hay que distinguir entre trabajo positivo y negativo.
      • Si la Fuerza y desplazamiento son en el mismo sentido, el trabajo es positivo.
      • Si se ejercen en sentido contrario, el trabajo es negativo.
    • 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).
  • Gráficos Trabajo
    • Fuerza v/s desplazamiento
    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
  • Trabajo y Energía
    • 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.
    • El concepto de trabajo está ligado íntimamente al concepto de energía y ambas magnitudes se miden en la misma unidad: Joule.
  • Energía
    • Cantidad inmaterial globalmente constante en un sistema.
    • Durante la evolución de dicho sistema la energía toma formas diversas por el intermedio del trabajo de las fuerzas involucradas.
    • La energía puede materializarse en masa y la masa transformarse en energía en ciertos procesos físicos.
  • Energía
    • Capacidad para realizar un trabajo.
    • Se mide en JOULE
    • Se suele representar por la letra E .
    • Ejemplo:
    • Cuando un arquero realiza trabajo al tender un arco, el arco adquiere la capacidad de realizar la misma cantidad de trabajo sobre la flecha
  • Tipos de Energía
    • Existen muchos tipos:
      • E. Mecánica: estado de movimiento.
        • E. Cinética: en movimiento
        • E. Potencial: en reposo
      • E. Calórica
      • E. Eléctrica
      • E. Química
      • E. Eólica
      • E. Solar
      • E. Hidráulica
      • E. Lumínica, etc.
  • ENERGÍA MECÁNICA
  • Energía Mecánica
    • Es la energía que se debe a la posición o al movimiento de un objeto (estado de movimiento de un objeto).
    • Se denota: Em
    • Es una magnitud Escalar.
    • Existen 2 tipos:
      • E. Cinética: cuerpo en movimiento.
      • E. Potencial: cuerpo en reposo, energía de posición.
  • ENERGÍA POTENCIAL
  • Energía Potencial
    • Un objeto puede almacenar energía en virtud de su posición.
    • Es la energía que se almacena en espera de ser utilizada, porque en ese estado tiene el potencial para realizar trabajo.
    • Se denota: Ep
    • Es una magnitud Escalar.
    • Existen 2 tipos:
      • Ep Gravitacional: posición en la tierra.
      • Ep Elástica: tiene que ver con resortes y fuerza elástica.
  • Energía Potencial Gravitacional
    • Para elevar objetos contra la gravedad terrestre se requiere trabajo.
    • Se define como: la Energía potencial debido a que un objeto se encuentra en una posición elevada.
    • 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)
  • Energía Potencial Gravitacional
    • 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
    • Por lo tanto para elevarlo una altura (h), se requiere una energía potencial gravitacional igual al trabajo.
    Energía Potencial Gravitacional = peso x altura
  • Energía Potencial Gravitacional
    • Es mayor a mayor masa y a mayor altura se encuentre.
    • El cuerpo debe estar en reposo
  • Ejemplo Energía potencial
    • Ejemplo: Salto con garrocha
    • 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?.
    • No hay fuerzas aplicadas.
  • ENERGÍA CINÉTICA
  • Energía Cinética
    • Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento.
    • Se denota: Ec
    • Es una magnitud Escalar.
    • Es igual al trabajo requerido para llevarlo desde el reposo al movimiento o al revés.
    • Depende de la masa del cuerpo y la rapidez que lleva.
  • Energía Cinética
    • Significa que:
      • al duplicarse la rapidez de un objeto, se cuadriplica su energía cinética.
      • Se requiere un trabajo cuatro veces mayor para detener dicho objeto.
    • La energía cinética es mayor, mientras mayor masa posea un cuerpo y mayor rapidez alcance.
  •  
  • Trabajo y Energía Cinética
    • El trabajo que realiza una fuerza neta sobre un objeto es igual al cambio de la energía cinética del objeto.
    • Un trabajo positivo, aumenta la energía cinética del objeto (Vf > Vi)
    • Un trabajo negativo, disminuye la energía cinética del objeto (Vf < Vi)
  • CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
  • 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”
  • Transformación de Energía Potencial a Cinética
  • Conservación de la Energía LA ENERGÍA TOTAL ES CONSTANTE
  • Ejemplo
    • Si un cuerpo de 5 kg de masa, se encuentra a una altura de 40 metros, y se suelta. Calcula:
      • el tiempo que se demora en llegar al suelo
      • la energía mecánica
      • La energía potencial y la cinética al segundo
      • La rapidez que llevaba al segundo
  • POTENCIA MECÁNICA
  • Potencia Mecánica
    • Es la rapidez con la que se realiza un trabajo.
    • Se denota: P
    • Es una magnitud Escalar.
    • Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo.
  • Unidades
    • En el Sistema Internacional, es el WATT
    • Donde 1 Watt es la potencia gastada al realizar un trabajo de un Joule en 1 segundo.
  •  
  • Potencia Mecánica
    • Un motor de alta potencia realiza trabajo con rapidez.
    • Si un motor de auto tiene el doble de potencia que la de otro,
    • No Significa que:
      • realice el doble de trabajo que otro.
    • Significa que:
      • Realiza el mismo trabajo en la mitad del tiempo.
    • Un motor potente puede incrementar le rapidez de un auto hasta cierto valor en menos tiempo que un motor menos potente.
  • Potencia Mecánica
    • La potencia en términos generales, expresa la capacidad para ejecutar un trabajo en el menor tiempo posible.
    • 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.
  • Gráfico Potencia
    • Potencia v/s Tiempo
    El área mide la Energía mecánica Á = P  t Á = W  t =W = E t
  • Ejemplo
    • 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.
    • Supongamos g = 10 m/s 2. ¿Cuál es la potencia máxima que podrá ser generada?
  •  
  • Referencias
    • fain.uncoma.edu.ar/prof_tec/fyq/fisica/trabajoYenergia.ppt
    www.educacionpopular.cl/preu%20materia/ciencias/ Trabajo__Potencia.ppt