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Trabajo y energia (fisica)

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Trabajo y energia (fisica)

  1. 1. TRABAJO Y ENERGÍA
  2. 2. TRABAJO Y ENERGIA Es una magnitud física escalar que expresa físicamente la transmisión del movimiento, que una fuerza le provoca a un cuerpo, cuando ha vencido su resistencia a lo largo de una trayectoria. Cuando la fuerza es constante, el trabajo se determina como la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento por distancia recorrida.
  3. 3. CONSIDERACIONES: <ul><li>Para que se realice trabajo es indispensable que exista movimiento. </li></ul><ul><li>Únicamente pueden realizar trabajo aquellas fuerzas o sus componentes de igual dirección que el movimiento; mientras que las fuerza perpendiculares no realizan ningún trabajo (normal, fuerza centrípeta, etc.) </li></ul><ul><li>Aquellas fuerzas que tienen igual sentido que el movimiento realizan trabajo positivo mientras que las fuerzas de sentido contrario al movimiento realizan trabajo negativo. </li></ul><ul><li>Si se desea hallar el trabajo neto o trabajo total, esto se va a determinar como la suma algebraica de los trabajos de cada uno de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, en todo caso se hallara la fuerza resultante y se multiplicara por la distancia experimentada. </li></ul>
  4. 4. En toda grafica, fuerza y desplazamiento el área de la grafica resulta ser el trabajo realizado por la fuerza. <ul><ul><ul><ul><li>F sen α </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>F </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li> α Fcos α </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li> d </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>W = joule (J) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>F = newtons (N) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>D = metros (m) </li></ul></ul></ul></ul>W = F cos α
  5. 5. Casos <ul><li>I.- </li></ul><ul><li> </li></ul><ul><li> F </li></ul><ul><li>α = 0 </li></ul><ul><li> W = F cos 0 0 x d </li></ul>W = F. d d
  6. 6. <ul><li>II. </li></ul><ul><li>III. </li></ul>α = 90° W = F cos 90° xd W = 0 d F d α = 180° W = F cos 180° x d W = -F x d
  7. 7. W = A F d d(m) Area = F x d W = F x d mg F(N) 0 H d(m) W = A = mg.H/2 <ul><li>Unidades de trabajo: </li></ul><ul><li>SI : N x M = joule (J) </li></ul><ul><li>MKS tec : kg x m = kgm </li></ul><ul><li>CGS abs : dinas x cm = ergio (erg) </li></ul>
  8. 8. POTENCIA <ul><li>Es una cantidad física escalar que nos expresa la rapidez en realizar un trabajo. </li></ul><ul><li>; watts (W) = J/s </li></ul><ul><li>Nota: P =  P = F x v M.R.U. </li></ul><ul><li>otras magnitudes de potencia: </li></ul><ul><li>1 C.V. = 735 W </li></ul><ul><li>1 H.P. = 746 W </li></ul><ul><li> KWH = 3.6 x 10J </li></ul>P =
  9. 9. Eficiencia o rendimiento de una maquina: es la relación entre la potencia útil y la potencia total suministrada a una maquina o cisterna (pot. De la maquina) Pot. entregada Maquina Pot. útil Pot. Perdida P E = P U .P P m = P U /P E x 100%
  10. 10. ENERGIA <ul><li> Es la capacidad que tiene un cuerpo solido, liquido o gaseoso para realizar un trabajo. </li></ul><ul><li>La energía es una magnitud escalar y tiene las mismas unidades de trabajo mecánico. </li></ul><ul><li>Tipos de energía </li></ul><ul><li>1.ENERGIA CINETICA </li></ul><ul><li>Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a su movimiento, su velocidad se determina multiplicando la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad. </li></ul>E c = ½ m.v 2
  11. 11. 2.Energía potencial <ul><ul><li>Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a la posición, a su altura con respecto a un plano horizontal de referencia, se determina multiplicando el peso del cuerpo por su altura respectiva. </li></ul></ul>E P = Peso x h  E P = mgxh m.g Nivel de referencia
  12. 12. 3. Energía potencial elástica <ul><li>Es la energía que almacena un resorte cada vez que se haya deformado (estirado o comprimido), se determina por la siguiente relación: </li></ul>Fd x E PE = ½ KX 2
  13. 13. 4. Energía Mecánica <ul><li>Es la suma de la energía cinética y potencial que posee un cuerpo en un determinado punto del espacio. </li></ul>α h y E = E C + E P
  14. 14. Relación entre trabajo y energía <ul><li>El trabajo realizado por la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula, es igual a la variación de la E c de la partícula. </li></ul>F R F R d V F V F
  15. 15. <ul><li>W = F R x d ….(1) </li></ul><ul><li>F R = m x a … (2) </li></ul><ul><li>d = V f 2 - V i 2 / 2 a …(3) </li></ul><ul><li>(2) y (3) en (1) </li></ul><ul><li>W = m x a (V f 2 - V i 2 / 2 a )  W = E CF - E CC </li></ul><ul><li>W = m (½ V f 2 - ½ V i 2 ) </li></ul><ul><li>W = ½ m V f 2 – ½ m V i 2 </li></ul>W = Δ E C
  16. 16. Principio de la conservación de la energía de un cuerpo: <ul><li>“ La energía de un cuerpo no se crea ni se destruye; solo se transforma” </li></ul><ul><li>( Mayor-Joule ) </li></ul><ul><li>Teorema del trabajo y energía </li></ul><ul><li>Aplicando el principio de conservación de energía a la mecánica se puede afirmar que el trabajo realizado sobre un cuerpo se transforma en variaciones de energía cinética y potencial mas el trabajo realizado en contra del rozamiento. </li></ul>W = Δ E C + Δ E CP + W F
  17. 17. Nota <ul><li>Cuando no hay trabajo exterior (W = 0) y no se toma el rozamiento (W F = 0) las variaciones de energía y potencial es igual a cero o también se enuncia como el teorema de las fuerzas vivas diciendo que la suma de E C y E P es constante en cualquier punto de su trayectoria. </li></ul>
  18. 18. De donde: Δ E C + Δ E CP = 0 <ul><li>E C - E CP + E PF + E Pi = 0 </li></ul><ul><li>- E Ci - E Pi = - E Ci - E PF </li></ul><ul><li> </li></ul><ul><li>Como: E MA = E MB </li></ul><ul><li> E C A + E P A = E C B + E P B </li></ul>A HA P.R. B HB
  19. 19. Gravitación: <ul><li>Se llama así a las atracciones que existen entre las partículas que se encuentran en el universo. </li></ul><ul><li>Ley de Gravitación Universal </li></ul><ul><li>Dos masas cualquiera que se encuentran en el universo se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. </li></ul>
  20. 20. Leyes de kepler <ul><li>1° ley o ley de las orbitas: </li></ul><ul><li>Los planetas describen orbitas elípticas alrededor del sol, ocupando el uno de los focos de la elipse. </li></ul><ul><li>elipse </li></ul>F F r t
  21. 21. 2. Ley o ley de las Áreas <ul><li>El radio vector que une un planeta cualquiera con el sol barre áreas iguales en tiempos iguales </li></ul>T 1 A 1 T 3 T 2 A 2 A 3 Si: T 1 = T 2 = T 3 A 1 = A 2 = A 3
  22. 22. 3. Ley o ley de los Períodos <ul><li>“ Cuando el cuadrado del periodo de un planeta es directamente proporcional al cubo del radio vector medio”. </li></ul>R = R min + R max / 2

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