1. James Prescott Joule
Física 1r Batxillerat
Escola Vedruna de Palamós

2. Y


Anomenem treball d’una
força sobre un cos, quan
sobre un cos apliquem
una força i aquesta el
mou des d’un punt A a
un punt B.
Es calcula com:
W= F .∆ r =F.Δr.cos α
→
F
A
→
α
F
→
∆r
B
α
→
rA
→
rB
O
X

3. F
És una magnitud escalar
Depèn de la força aplicada i la distància recorreguda.
La unitat del SI és el Joule (J). 1J = 1N.1m
Treball efectuat per la força resultant






Δr
Característiques

El treball de la força resultat és igual als treballs realitzats per les diverses forces
Segons l’angle format entre la força i el
desplaçament:
•
•
•
•
Si α = 0º ⇒ cos 0º = 1
Si 0º ≤ α < 90º ⇒ W > 0
Si α = 90º ⇒ cos 90º = 0
Si 90º < α ≤ 180º ⇒ W < 0
⇒
⇒
⇒
⇒
el treball realitzat és màxim
és l’anomenat treball motor
el treball realitzat és nul
és l’anomenat treball resistent

4. 

La potència mesura la rapidesa amb la que es
realitza un treball
Es calcula com
W F·r
=
= F ·v
P =
t
t
m


Es mesura en J/s = W (Watts)
El cavall de vapor és una unitat de potència que
no pertany al S.I. però es encara molt utilitzada.
1CV = 735 W

5. 
Un motor elèctric s’utilitza per treure aigua d’un pou de 30m de profunditat, a
raó de 600L per minut. Sabent que el rendiment de la bomba és del 85% de la
potència del motor. Calcula la potència efectiva del motor en CV i la potència
teòrica.
• El treball realitzat per la bomba és
W = m g ∆h = 600 . 9,8 . 30 = 176400 J
• La potència efectiva del motor és
Pefectiva
•
= W = 176 400 = 2 940 W
t
60
⇒
⇒
W = 176400 J
Pefectiva = 2 940 W
Un rendimiento del 85% de la potència del motor, significa que per obtenir
aquesta potència, el motor ha de consumir una potencia teòrica:

6. F
W = Área = Fx.∆x
O
Una força constant Fx actua
en la direcció de l’eix X
sobre un cos y el desplaça
en aquesta mateixa
direcció:
∆x = xf − x0.
 Al representar Fx en funció
x X
de ∆x, l’àrea compresa serà
Fx ∆x, que coincideix
numèricament amb el
treball realitzat per la força.
 
W = ∫ F .dr

Fx
xo
∆x
El resultat és vàlid encara
que la força no sigui
constant, tot i que per
calcular amb precisió l’àrea
és necessari integrar
1

7. 
Definició


És una magnitud física que permet als cossos produir
transformacions a altres cossos o a ells mateixos.
Característiques:

Tot i ser un concepte abstracte té una sèrie de
característiques bàsiques:



Sempre està relacionada amb processos de transformació.
L’energia es una propietat dels cossos que permet que
aquests es transformin o produeixin transformacions a altres
cossos. L’energia és la capacitat de fer un treball.
En un sistema aïllat sempre es conserva; és a dir, l’energia
que existeix a l’Univers es sempre la mateixa. Principi de
conser vació de l’energia.
El seu caràcter degradable; no conserva la seva qualitat.
Degradació de l’energia

9. Energia
mecànica
Energia
cinètica
VELOCITAT
Energia
potencial
POSICIÓ

10. 

És l’energia que posseeix un cos a l’estar en
moviment.
Tot cos en moviment pot realitzar un treball i es
manifesta quan el volem aturar bruscament.
La bala té molta
energia cinètica ja
que té una velocitat
molt elevada.
1 m 2
v
Ec =
2
El
tren té molta
energia cinètica ja
que té una massa
molt gran.

11. 


És l’energia que adquireix un cos quan s’allunya
de l’equilibri.
Quan és deguda a la posició que ocupa un cos
respecte al centre de la Terra s’anomena energia
potencial gravitatòria.
Hi ha altres classes d’energia potencial:



Una molla estirada (energia potencial elàstica )
Un combustible (energia potencial química )
Un condensador carregat (energia potencial
elèctrica)

12. •
Epg = m g h
m2
h2
Si m1 = m2 y h2 > h1
⇒
Ep
> Ep 1
2
h1
•
m1

13. 1
2
Epe = Kx
2
K és la constant elàstica
x és la distància des de la
posició d’equilibri
x

14. 
Fx = m ax ⇒
W = m ax ∆x
2
2
vf − v0 = 2 a x ∆x
El treball realitzat per Fx
quan el cos experimenta
un desplaçament és:
W = Fx ∆x cos 0 = Fx ∆x
2
2
2
vf − v 0
1 m v2 1 m v0 Ec − Ec
f −
=
= f
⇒ W=m
0
2
2
2
W = ∆Ec
W = ∆Ec
El treball realitzat per la força resultant
El treball realitzat per la força resultant
que actua sobre un cos s’utilitza per a
que actua sobre un cos s’utilitza per a
variar l’energia cinètica del mateix.
variar l’energia cinètica del mateix.

15. 

Si volem elevar a v=cte el
cos de la figura des de la
taula fins a la part
superior, cal fer una força
igual a la del pes i un
desplaçament.
El treball realitzat serà:
Wf = F ∆y = m g ∆y = m g y2 − m g y1
Wf = Ep2 − Ep1 = ∆Ep

Com que la v=cte, el treball
realitzat pel pes serà:
Wp = − ∆Ep
• El treball realitzat per
aixecar el cos s'utilitza per
augmentar l’Ep
•El treball realitzat pel pes
tendeix
a
portar-lo
a
l’equilibri i per tant disminuir
l’Ep

17. 
FORCES CONSERVATIVES



Una força és conservativa quan el treball no depèn del camí si no
únicament de les posicions inicial y final.
En un camí tancat, el treball realitzat és 0.
Exemples:





Força gravitatòria
Força elàstica
Els treballs realitzats amb aquest tipus de forces permeten
recuperar tota l’energia potencial emmagatzemada.
Des del punt de vista físic són forces que conserven tota l’energia
mecànica total.
Són forces que tendeixen a transportar el cos a l’equilibri.

18. • Un objecte de massa m cau al buit des d’una
m
V0 = 0
µ=0
altura h . Calculem l’Ec i Ep a dos punts 1 i 2
del recorregut
• En el punt 1
Punt 1
h
• En el punt 2
h1
Punt 2
h2
• ∆Ec = Ec2 − Ec1 = m g (h1 − h2)
∆Ep = Ep2 − Ep1 = m g (h2 − h1)
Ec1 + Ep1 = Ec2 + Ep2
•
∆Em = 0
∆Em = 0
Si les úniques forces que realitzen un treball sobre un cos
són conservatives, la seva energia mecànica es manté
constant.
18

19. 
FORCES NO CONSERVATIVES




El treball necessari per desplaçar-se d’un punt a un altre
DEPÈN de la trajectòria.
Treball degut a la força de fregament
És una força que s’oposa al moviment. Es una força
resistent i per tant negativa.
L’energia calorífica és una forma poc útil ja que no es pot
reconvertir totalment. És per això que es diu que degut al
fregament l’energia es disipa.
∆Ec + ∆ Ep = ∆Em= WFNC=-WFf
∆Ec + ∆ Ep = ∆Em= WFNC=-WFf