3. 1. Definició d’energia
L’energia és la capacitat de generar canvi que té
un determinat cos o sistema.
Unitat 3: L’energia 1. Definició d’energia
Però, per simplificar diem que ...
“l’energia es transforma d’un tipus a un altre”.
Ex/: velocitat d’un cos, la posició que ocupa ...
formes d’energia configuracions
F
4. Com es transfereix l’energia?
Unitat 3: L’energia 1. Definició d’energia
La transferència per treball és molt més eficient.
Mitjançant
treball
calor
L’energia es transmet entre dos
cossos a diferent temperatura
L’energia es transmet per una força
que provoca un desplaçament.
F
5. Conservació de l’energia
Unitat 3: L’energia 1. Definició d’energia
L’energia no es crea ni es destrueix, es transfereix.
L’energia total de l’univers sempre es conserva.
L’energia d’un sistema determinat no sempre es
conserva, pot guanyar-ne de l’univers o bé cedir-
la.
Unitats SI: Joule [J]
6. 2. Energia mecànica
Unitat 3: L’energia 2. Energia mecànica
Energia associada al moviment.
Energia
mecànica
Energia
cinètica
Energia
potencial
𝐸 𝑀 = 𝐸𝑐 + 𝐸 𝑝
F
7. Unitat 3: L’energia 2. Energia mecànica
http://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park-basics
8. Unitat 3: L’energia 2. Energia mecànica
https://www.youtube.com/watch?v=xXXF2C-vrQE
9. Unitat 3: L’energia 2. Energia mecànica
Energia cinètica: associada a la velocitat d’un cos.
𝐸𝑐 =
1
2
𝑚𝑣2
Energia potencial: associada a la posició que ocupa
un cos respecte el l’origen del camp gravitatori.
𝐸 𝑝 = 𝑚𝑔ℎ
F
10. Unitat 3: L’energia 2. Energia mecànica
En Superman té una massa de 75 kg i vola a una
alçada de 500 m a una velocitat de 50 m/s.
a. Quina és la seva energia cinètica?
𝐸𝑐 =
1
2
𝑚𝑣2
=
1
2
75 · 502
= 93.750𝐽
b. Quina és la seva energia potencial?
𝐸 𝑝 = 𝑚𝑔ℎ = 75 · 9,8 · 500 = 367.500J
c. Quina és la seva energia mecànica?
𝐸 𝑀 = 𝐸𝑐 + 𝐸 𝑝 = 461.250𝐽
11. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
El treball és l’energia transferida d’un cos a un altre
mijtançant una força i produint un desplaçament.
Positiu: La força dóna energia al sistema.
3.1 Treball
El sistema guanya energia
El valor del treball pot ser:
Negatiu: La força prèn energia al sistema.
El sistema perd energia
Nul: La força ni dóna ni prèn energia al sistema.
El sistema ni guanya ni perd energia
12. No hi ha transferència d’energia
a la paret.
El vent transfereix energia cinètica
al vaixell.
Δx = 0
Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
13. F
La força F SÍ que fa treball:
Transfereix energia potencial
gravitatòria al cos.
∆x
F1 F2
Les forces F1 i F2 NO fan un
treball: No transfereixen energia
a les bosses.
Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
14. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
Matemàticament es pot calcular com:
𝑊 = 𝐹 ∙ ∆𝑥 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝛼
Joule: Treball que realitza una força d’1 N en desplaçar
un cos una distància d’1 m en la direcció de la força
α: angle que formen el vector força amb el desplaçament.
3.1 Treball
15. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
Treball del motor
Fmotor
P
FF
∆x Fm
𝑊𝐹 𝑚
= 𝐹𝑚 ∙ ∆𝑥 · cos0 = 1200 · 100 = 12000J
N
Fm =1200N
FF =1200N
∆x = 100m
∆x
Força i desplaçament en el mateix sentit α=0º cos 0º = 1
16. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
Treball de la força de fregament
Força i desplaçament en sentits oposats α=180º cos 180º = -1
∆x 𝑊𝐹 𝐹
= 𝐹𝐹 ∙ ∆𝑥 · cos180FF
Treball de la força normal
Força i desplaçament en direccions perpendiculars:
α=90º cos 90º = 0
𝑊𝑁 = 𝑁 ∙ ∆𝑥 · cos90 = 0J
180º
90º
N
∆x
𝑊𝐹 𝐹
= 1200 · 100 · −1 = −12000J
17. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
Treball del pes
Força i desplaçament en direccions perpendiculars:
α=90º cos 270º = 0
𝑊𝑃 = 𝑃 · ∆𝑥 · cos270 = 0𝐽
Treball total
L’energia total que guanya el cotxe depèn del treball total de les
forces:
𝑊𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 𝑊 𝑀 + 𝑊𝐹𝐹 + 𝑊𝑁 + 𝑊𝑃 = 12000 − 12000 + 0 + 0 = 0𝐽
270º
∆x
P
El cotxe no guanya ni perd energia perquè circula a velocitat
constant
18. Unitat 3: L’energia 3. Treball i potència
3.2 Potència
La potència és el treball o l’energia subministrada per
unitat de temps.
𝑃 =
𝑊
∆𝑡
=
𝐸
∆𝑡
Unitats SI: Watts [W]
Exemple 1:
Quina potència desenvolupa una màquina si fa un treball
de 2500J en 2s?
𝑃 =
𝑊
∆𝑡
=
2500
2
= 1250𝑊
19. Energia associada a un sistema pel fet d’estar a una
temperatura determinada.
més temperatura més energia tèrmica (cinètica)
Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
4. Energia tèrmica
http://phet.colorado.edu/en/simulation/states-of-
matter-basics
F
20. On l’Energia?
Per què s’escalfa el metall
quan frena la caiguda
lliure?
Què vol dir científicament
que el cafè està calent?
Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
21. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
La calor
La calor és l’energia transmesa entre dos
cossos a diferent temperatura
22. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
El fred del gelat es
transmet cap a les
meves mans.
Em sembla que
l’energia de les
teves mans es
transmet al gelat.
Em sembla que el
fred i la calor es mo-
uen cap a direccions
oposades.
24. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
La sensació de calor
Tenim calor quan guanyem calor del medi.
Tenim més calor Guanyem més energia .
energia
Tinc calor!
energia
Tinc MOLTA
calor!
25. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
La sensació de calor o de fred ...
Tenim fred quan cedim calor al medi.
Tenim més fred Més energia estem perdent.
La sensació de fred
energia
Tinc fred!
energia
Tinc MOLT
fred!
26. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
Agafeu un parell de glaçons de la nevera, un
l’emboliqueu amb un tros de llana, l’altre no
l’emboliqueu amb res. Deixeu-los 1h fora del
congelador i torneu a mirar com estan.
Deures
27. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
La calor
Per què si em banyo al mar a 25ºC tinc fred i en
canvi quan l’aire es troba a aquesta mateixa
temperatura no en tinc?
Per què una barra de ferro la trobo freda i en canvi
una barra de fusta tot i estant a la mateixa
temperatura?
La quantitat de calor transmesa no només depèn
de la diferència de temperatures entre dos cossos.
28. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
La calor
És una mesura de l’energia tèrmica transmesa (xocs).
𝑞 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇
calor massa canvi de temperatura
calor específica
Calor específica: Resistència d’una substància a canviar la
seva temperatura.
més calor específica més costarà canviar la temperatura
de la substància. Necessitaré més
energia!
F
29. Unitat 3: L’energia 4. Energia tèrmica
F
treball calor
Ambdós són mitjans per transmetre l’energia.
No obstant, la transmissió d’energia mitjançant el treball
és molt més eficient.
31. Unitat 3: L’energia 5. Energia elèctrica
5. Energia elèctrica
Energia associada a la càrrega elèctrica (energia
potencial).
32. Unitat 3: L’energia 6. Transport de l’energia
L’energia es pot transportar mitjançant ones:
6. Transport de l’energia
Ones mecàniques:
Necessiten un medi per
propagar-se. Ex/: Ones
del mar, el so...
Ones
electromagnètiques:
No necessiten cap medi.
Ex/: llum
