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Energía Mecánica

-TRABAJO MECÁNICO - ENERGÍA MECÁNICA: CINÉTICA Y POTENCIAL - TRABAJO MECÁNICO Y ENERGÍA - CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA EN LA CAÍDA LIBRE
by

angelo valenzuela

on 9 June 2011

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Transcript of Energía Mecánica

Energía Mecánica Trabajo Mecánico El trabajo mecánico es una magnitud escalar que depende del módulo de una fuerza aplicada sobre un punto material y el desplazamiento que esta le produce. Energía Mecánica W= F∙∆x F= Newton
x= Metros Osea:
N M = Joule ∙ . La fuerza actúa en la misma dirección y sentido que el desplazamiento, el trabajo realizado tendrá un valor positivo (W>0) La fuerza actúa en la misma dirección pero en sentido contrario que el desplazamiento, el trabajo realizado tendrá un valor negativo (W<0) La fuerza actúa en direción perpendicular al desplazamiento, no va a ver trabajo (W=0) La fuerza aplicada no siempre es paralela al dezplazamiento W = (F cos σ) ∆x Ejemplo 1 Para empujar su bicicleta, un peatón aplica una fuerza constante de 20 N, en dirección paralela al piso.

a) Cuánto trabajo sobre la bicicleta realiza el peatón al cruzar una calle de 10 metros de ancho?
Respuesta:

b) Cuánto trabajo realiza la fuerza de gravedad sobre la bicicleta en el mismo trayecto?
Respuesta: Como se aplica una fuerza paralela al sistema, se puede aplicar la fórmula:

W= F * ∆x

Reemplazamos:

W= 20 N * 10 m
W= 200 Joule La fuerza de gravedad actúa perpendicular al desplazamiento de la bicicleta, por lo tanto no realiza trabajo sobre el sistema.
Es decir: W= 0 Ejemplo 2 Una persona arrastra una carretilla con una distancia horizontal de 3 metros, aplicando una fuerza constante de 260N, con un ángulo de 60 grados respecto a la horizontal

a) Cuánto trabajo realiza la persona sobre la carretilla durante el movimiento?
Respuesta: La fuerza aplicada no es paralela al desplazamiento, por lo cual debemos utilizar la fórmula:

W= (F * cos σ) ∆x

Reemplazamos:

W= (260 N * cos 60) 3 m
W= (260 N * 0,5) 3 m
W= 130 * 3
W= 390 Joule Esta Energia esta relacionada
con la posición y el movimineto
de los objetos. Al igual que el trabajo la
Energia se mide en joule Esta Energia puede
estar en forma de E. Potencial
o E. Cinetica, o de ambas. Energía Cinética Energía Potencial es una energía que surge
en el fenómeno del movimiento Depende de su masa y la
rapidez. Ec en todos los casos siempre sera positiva y
que tiende a ser constante. pueden ser Es decir, la energía
de un objeto en
movimiento dependen
de su rapidez y su masa La Energía Cinética se puede
expresar formalmente como: E c = 1 / 2 • m • v 2 ¿Pero cómo llegamos a esta fórmula? Un automovil de 800 Kg. acelera de manera
constante, cambiando su rapidez de 54 Km/h a
90 Km/h en 10 s.

¿Cual es la Energía cinética
cuando biaja a 54 Km/h y
cuando viaja a 90 Km/h ?

Respuesta: Ejemplo 1 -En primer lugar se tienen que pasar la rapidez en m/s.
- Y remplazar los datos con la fórmula.

a) 90000J
b) 250000J Ejemplo 2 Una camioneta de 24.000 Kg. y un auto de 800 kg. se mueven en la carretera uno delante de otro a la misma rapidez.

¿Cuántas veces mayor es la Energía cinética de la camioneta que el auto?¿A qué se debe
esta diferencia?

Respuesta: A: 12000Kg. * v2
C : 400Kg. * v2

Al mantener ambos rapidez iguales se simplifican
EcC/ EcA = 30
Ec C = 30 * EcA

La Energia cinetica del camion es 30 veces la energia cinetica del auto. Como la rapidez de ambos vehiculos es la misma, la diferencia se explica unicamente en sus masa La energía que es capaz de generar un trabajo
como consecuencia de la posición del mismo. Indica que cuando un cuerpo se
mueve con relación a cierto nivel
de referencia puede acumular energía Se mide en Joule Se puede definir como un trabajo de almacenamiento de Energía respecto
su posición en la Tierra. Existen varios casos de Enegía
Potencial, otros tenemos a la
Energía potencial Gravitatoria y la Energía Potencial Elástica. Si esta en rotación se referirá a la suma de todas las Energías cinéticas de todas las proporciones individuales Ec = 1/2mv2
Er = m *r *r * w2
Er = 1/2 I* w2 Pueden ser: Energía Potencial Gravitatoria Es debida a la posición de un objeto
masivo respecto a otro. En este caso
respecto a la Tierra. Energía Potencial Elástica Se entiende como la deformidad de un objeto elástico respecto a su posición de equilibrio. Ya sabemos que se requiere un trabajo para elevar un objeto contra la fuerza de gravedad ejercida por la Tierra. Esta es la razón por la que el objeto adquiere la capacidad para realizar trabajo a causa de su posición elevada.

Es decir, el objeto adquiere Energia Potencial Gravitatoria No solo se adquiere por objetos bajo la atracción gravitatoria de la Tierra. También está cuando un objeto
experimenta la atración que
ejerce otro objeto. Ep = mgh Si consideramos la F= mg, ya que elevamos un objeto
con una h.
Resolvemos como se formó esa fórmula. Muestra un sistema masa y resorte,
sobre lo cual, actuaria un agente externo
para mover la masa y comprimir el objeto. Asi el resorte adquirirá una Energía Potencial debido al cambio de posición convirtiéndose en una variable de Energía Potencial Elástica. Expresandose como :
Ee =1/2 K(Xo- Xf)2 Energia Mecanica Total Se analizaran todos los
sistemas que experimentara
un objeto. E = Ec + Ep + Ee + Er Conservación de la Energía Mecánica o
Fuerzas disipativas Son las fuerzas que cuyo trabajo dependen del camino o la trayectoria.
Una fuerza es no conservativa si se produce un cambio en la energía mecánica Son fuerzas cuyo trabajo no dependen del camino o trayectoria realizada.
Una fuerza es conservativa si el trabajo total que realiza a lo largo de una trayectoria cerrada, es decir regresando a la misma posición de la que parte, es cero. Esta afirmación es equivalente al hecho de que si el trabajo necesario para llevar a una particula de una posición a otra del espacio es independiente de la trayectoria que une los dos puntos la fuerza que realiza este trabajo es conservativa. Principio de la conservación de la energía Mecánica Si sobre un cuerpo sólo se realizan fuerzas conservativas la suma de las energias potencial más cinética siempre permanece constante. Esta es la ley de consevación de la energía. Si además sobre este cuerpo actuan fuerzas disipativas, el trabajo total realizado sobre la particula sera igual al cambio de la energía del sistema. Este es el teorema generalizado de trabajo-energía. Despreciando la resistencia del aire y considerando que G es igual a 10m/s2, ¿Con qué rapidez impacta una piedra de 0.8 kilogramos que se deja caer libremente y sin rotar desde una altura de 2 metros?


Respuesta 6.32 m/s Fin Fin Fin Fin Fin Fin Fin
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