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Biofisica (Energia y trabajo)

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Adonay Garcia

on 13 February 2014

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Transcript of Biofisica (Energia y trabajo)

FíSICA
La física se puede ver como la ciencia natural que estudia las propiedades del tiempo, el espacio , el movimiento, la energía y la materia, al igual que sus interacciones.
TRABAJO Y ENERGÍA
TRABAJO
si lo vemos por el lado de la mecánica clásica, es el producto de una fuerza por la distancia que recorre.

Por mecánica seria, el trabajo efectuado por una fuerza, aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento. El trabajo se representa con la letra \ W (del inglés Work) o \ L (de Labor) para que se pueda distinguir de la magnitud temperatura, normalmente representada con la letra \ T, por esto no se representa con la T de TRABAJO.

Pero en general, depende de la trayectoria y, por tanto, no constituye una variable de estado. La unidad básica de trabajo en el Sistema Internacional es el newton-metro que se denomina julio (joule en inglés).
El concepto de trabajo está ligado íntimamente al concepto de energía, midiéndose ambas magnitudes en la misma unidad: el julio (joule en inglés).Por eso, se entiende que la energía es la capacidad para realizar un trabajo, o que el trabajo provoca una variación de energía
Su exprecion matematica es:
Energía
Energía Mecánica
En un sistema aislado, donde solo actúa el peso de un cuerpo, la energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética, y a cada instante, la suma de la energía cinética y potencial que es constante, recibe el nombre de energía mecánica.

Por ejemplo, si se ejerce trabajo sobre una pelota de goma para levantarla, se aumenta su energía potencial gravitatoria. Si se deja caer la pelota, esta energía potencial gravitatoria se convierte en energía cinética.
Su formula es:
Em= Ep + Ec
-Energía de resorte: Es la que se acumula en un resorte, o cualquier objeto elástico, como consecuencia de la compresión o estiramiento del mismo respecto a su posición de equilibrio.
-Energía potencial: Es la que adquiere un cuerpo cuando lo llevamos a una determinada posición en contra de una fuerza. Normalmente cuando se habla de energía potencial esa fuerza es la atracción gravitatoria.
Los tipos de energía son:
-Energía cinética: Es un cuerpo en movimiento, por ejemplo: si suponemos que a un cuerpo M que esta en reposo le aplicamos un fuerza F hasta que adquiere una velocidad V.
Es la capacidad de un cuerpo o sistema para
ejercer fuerzas sobre otros cuerpos o sistemas o
entre sus propios subsistemas. La energía se
tranforma en otro tipo de energía, no se crea ni se destruye, sino que se conserva.
Energías conservativas y no conservativas
Energías conservativas
Una energía es conservativa si el trabajo realizado por ella es cero. Se caracterizan por realizar un trabajo que sólo depende de las posiciones inicial y final, y no de la trayectoria del recorrido.
Son conservativas, por ejemplo, las energías:
Energía Gravitacional
Energía Elástica
Energía Electrostática
En un campo conservativo, el trabajo realizado para ir del punto A al punto B depende sólo de A y de B: es independiente de la trayectoria que se utilice para desplazarse entre ambos.
Ejemplo visto en la web
Energías no conservativas
En contraposición, las fuerzas no conservativas son aquellas en las que el trabajo a lo largo de un camino cerrado es distinto de cero. Estas fuerzas realizan más trabajo cuando el camino es más largo, por lo tanto el trabajo no es independiente del camino.
Son no conservativas, por ejemplo las energias:
Energía de rozamiento
Energía magnética
Campos no conservativos
Ejemplo visto en la web
WAB=-Fr x
WBA=-Fr x

El trabajo total a lo largo del camino cerrado A-B-A, WABA es distinto de cero

WABA=-2Fr x
Teorema de la conservación de la energía
Esta ley es una de las leyes fundamentales de la física y su teoría se trata de que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Esta afirma que la energía:
No existe ni puede existir nada capaz de generar energía.
No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.
Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.
MOVIMIENTOS PERIÓDICOS
Es aquel que se repite a si mismo en un ciclo regular y cada uno de esos siglos completos, es una oscilación. El tiempo mínimo T necesario para que el estado del sistema se repita se llama período. Suponiendo que el estado del sistema se representa por S, se cumplirá:
EJEMPLOS DE MOVIMIENTO PERIÓDICOS
Se abrevia M.A.S, también conocido movimiento vibratorio armónico simple se abrevia M.V.A.S. se repite una y otra vez, es un movimiento vibratorio bajo la acción de una fuerza elástica, que es proporcional al desplazamiento en la que no presenta rozamiento.
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
Elementos:
Periodo: Es el tiempo en que tarde en dar una oscilacion.

Oscilación: Es el desplazamiento de la perticula dsde un posicion de equilibrio hasta una posicion dada.

Elongación: Es el dezplazamiento de la prticula que oscila.

Frecuencia: numero de oscilacion en un tiempo dado.

Amplitud: es el desplazamiento maximo desde la posicion de equilibro.
PÉNDULO
Sistema físico que puede oscilar bajo la acción gravitatoria o caracteristica física y esta en conjunto con una masa suspendida de un punto fijo mediante un hilo, una varilla, etc. Existen variados tipos de péndulos: péndulo simple, péndulo compuesto, doble péndulo, péndulo de Newton, péndulo esférico, etcétera. Estos son algunos de ellos:
Este es el ejemplo de un péndulo simple en movimiento armónico con oscilaciones pequeñas.
Este es un ejemplo de un
péndulo de newton.
Este es un ejemplo de un
péndulo compuesto.
Este es un ejemplo de un
péndulo doble.
Este es un ejemplo de un
péndulo esférico.
La conservación del momento lineal esta relacionada con el péndulo de newton(cuna de newton):
La "Segunda ley de Newton" materializa el concepto de conservación del momento lineal. Esta ley proporciona un convincente principio para analizar los choques, incluso en una mesa de billar. Se podria decir que la conservación del momento lineal es una consecuencia de la "Segunda ley de Newton".
CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL
CHOQUES
Como se muestra en el anterior video los choques se encuentra relacionados con el movimiento lineal debido a que los choques poseen este tipo de movimientos.
Existen dos tipor de choques que son:
CHOSQUE ELÁSTICOS
Es en el cual no se pierde la energia cinética, bajo ciertas condiciones, despúes de la colición los cuerpos se separan.
m1u1+m2u2 = m1v1+m2u2 donde m1u1+m2u2 es antes del choque y m1v1+m2u2 despues del choque.
FORMULA
CHOQUES INELÁSTICOS
Es una colición en la cual la energía cinética se pierde y los cuerpos quedan unidos.
FORMULA
m1u1+m2u2 = m1v1 + m2v2 ES igual a la formula de choques elásticos, pero cuando quedan pegados se usa la siguiente formula m1u1+m2u2 =v(m1+m2)
RESORTE
Analizándo un resorte físicamente bajo la suposición de que éste obedece la Ley de Hooke que dice: ''El alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada.'' Se establece así la ecuación del resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el mismo con el alargamiento x producida, del siguiente modo:

siendo

Donde k es la constante elástica del resorte, x el alargamiento producido, A la sección del cilindro imaginario que envuelve al muelle y E el módulo de elasticidad del muelle.
El resorte tiene una relación con el choque elástico porque un resorte es un cuerpo elástico que al activar su coeficiente sufre minimas deformaciones conservando de esta manera el momento lineal y la energia cinética del sistema.
M.U.A
Movimiento uniformemente acelerado, Es el movimiento en donde la aceleración de cualquier cuerpo permanece constante tanto en magnitud como en dirección en el transcurso del tiempo.
Velocidad inicial Vo (m/s)
Velocidad final Vf (m/s)
Aceleración a (m/s2)
Tiempo t (s)
Distancia d (m)


FORMULAS:
Vf= Vo + at
Vf2= Vo2 + 2at
d= Vo*t + 1/2 a*t2
FORMULA
F=-kx donde k es la constante de resorte, x el desplazamiento longitudinal o angular del mismo y F la fuerza.
ALGUNOS TEMAS DE LA FÍSICA SON:
FIN
Es cuando dos objetos interaccionan fuertemente aproximandose uno al otro y se separan o se unen.
Cantidad de movimiento antes = cantidad de movimiento después.
ENERGIA Y TRABAJO



ALUMNOS:
ARANGO CÓRDOVA, PAULINA ELIZABETH
CAÑAS CAÑAS, JOSÉ ANTONIO
GARCIA CASTILLO, ADONAY ALEJANDRO
OCHOA MORALES, KATHERINE VANESSA
ORELLANA MIRANDA, YESSENIA IVONNE
VELÁSQUEZ SANTOS, RUDERYS FRANCISCO


Docente
ING. JOSÉ GUILLERMO RIVERA

Introduccion
La energía es una magnitud física que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo mecánico, emitir luz, generar calor, etc. En física la energía es uno de los conceptos básicos debido a su propiedad fundamental: La energía total de un sistema aislado se mantiene constante. Por tanto en el universo no puede existir creación o desaparición de energía, sino transferencia de un sistema a otro o transformación de energía de una forma a otra. La energía, por lo tanto, puede manifestarse de distintas formas: potencial, cinética, química, eléctrica, magnética, nuclear, radiante, etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre sí pero respetando siempre el principio de la conservación de la energía.

OBJETIVOS

Objetivo general:

• Expresar los conceptos de: trabajo, energía, energía potencial y energía cinética.
• Explicar a través de formulas las diferentes maneras en las que se puede calcula el trabajo, la energía cinética y potencial.

Objetivos específicos:

• Comprender la relación que tiene el trabajo, la energía, energía potencial y energía cinética a través de las diferentes acciones en las cuales se pueden apreciar.
• Resolver ejercicios con la ayuda de las diferentes formulas proporcionadas en el desarrollo del documento a cerca de los temas antes mencionados.
• Utilizar el sistema internacional de unidades (SI) al momento de realizar los ejercicios correspondientes.

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