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Trabajo y Energía

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by

Pía Aravena

on 12 December 2013

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Transcript of Trabajo y Energía

Trabajo y Energía
Física, Segundo Medio, LMBB.
QUE ES EL
TRABAJO
Trabajo y Energía, NM2, Liceo Manuel Barros Borgoño.
Departamento de Física.
Profesora Pía Aravena.
TRABAJO
En la vida cotidiana
En el lenguaje cotidiano, la palabra “trabajo” se asocia a todo aquello que suponga un esfuerzo físico o mental y que, por tanto, produce cansancio
TRABAJO
En Física
A mayor fuerza aplicada y/o mayor despla-zamiento logrado, mayor Trabajo.
W= F x
.
TRABAJO
En Física
En física, entonces, se llama Trabajo al resultado o efecto producido luego de aplicar una fuerza para conseguir que algo se desplace en la dirección de esa fuerza.
TRABAJO
Conclusiones
Teniendo que levantar dos valijas de distinto peso ¿con cuál de ellas efectuaremos más trabajo? Evidentemente, al levantar la más pesada.
Supongamos ahora que las maletas pesan lo mismo y debemos colocar a una de ellas en un estante ubicado a 2m del suelo y a la otra en uno ubicado a 3m del suelo ¿en qué caso efectuaremos más trabajo?
Lógicamente, al subir la valija al estante más alto.
1 - El trabajo realizado es proporcional a la fuerza aplicada.
2 - El trabajo realizado es proporcional a la altura o espacio recorrido.
De estas dos afirmaciones podemos concluir:
Definición
TRABAJO
W= F x = [N][m]=Joule =[J]
.
TRABAJO
Aplicación
Un joven estudia con un libro en su mano, en el balcón del tercer piso de su colegio, a 7,5 m del suelo. La masa del libro es de 1Kg.

¿Cuál será el trabajo realizado por el joven sobre el libro mientras lo sostiene?

Si bien la fuerza que debe realizar el joven al sostener el libro es igual, en magnitud, al peso de éste:
P=mg=1x9,8=9,8[N]

El desplazamiento del libro es cero. Aunque el joven ejerza una fuerza, no hay trabajo.
W=Fd=9,8x0=0[Nm]
¿Qué necesita un cuerpo para realizar Trabajo?
INDAGACIÓN
Imagina que dejas caer una bolita desde un riel con cierta inclinación y, al caer, la pelotita golpeara una taco de madera el que se desplazaría.
Si la bolita es lanzada desde una mayor altura, ¿qué ocurriría con el desplazamiento del taco de madera?
Y si aumentáramos la masa de la bolita, ¿qué ocurriría con el desplazamiento del taco de madera?
CONCLUSIONES
El trabajo que realiza una fuerza va a depender de la masa del cuerpo sobre el que se aplica.
A mayor rapidez del cuerpo, mayor es la capacidad de la fuerza para realizar un trabajo.
A la capacidad que posee un cuerpo o sistema para efectuar un trabajo mecánico (ya sea por su masa o por su rapidez), se le denomina Energía Mecánica.
ENERGÍAS
Energía Cinética
La capacidad que tiene un cuerpo QUE SE MUEVE de realizar un trabajo se denomina ENERGÍA CINÉTICA
La Energía Cinética es directamente proporcional a la masa del cuerpo y al cuadrado de la velocidad, relacionándose como:
K= 1 mv
2
__
2
ENERGÍAS
Energía Potencial Gravitatoria
Según lo aprendido, ¿por qué es importante respetar las leyes del tránsito con respecto al exceso de velocidad?
La capacidad para realizar trabajo en función de la ALTURA y la masa se denomina ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA.
La Energía Potencial es directamente proporcional al Peso y a la Altura del cuerpo. La expresión matemática que representa esta energía es:
U = m g h
ENERGÍA
Conservación de la Energía Mecánica
Si un cuerpo se está moviendo, tiene Energía Cinética. Pero si además se encuentra en cierta altura, tiene también Energía Potencial. La Energía Mecánica es la suma de todas las energías. En este caso:
Em= K + U
La "Ley de la Conservación de la Energía" afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo puede cambiarse de una forma a otra
Em= K + U= Constante
Al dejar caer, por ejemplo, un cuerpo desde cierta altura, comienza inicialmente desde el reposo (K=0) pero tiene la máxima energía potencial (U máx). A medida que comienza a caer, comienza a perder altura (U disminuye) y a ganar velocidad (K aumenta). Antes de impactar al suelo, no habrá altura (U=0) y la velocidad será máxima (K máx)
ENERGÍA
Imagina te encuentras en un skatepark y te dejas caer para deslizar por una rampa de 4 [m] de altura. Determina:
a. La Energía Potencial en esa altura
b. La Energía Cinética en esa altura
c. La Energía Mecánica
d. La Energía Cinética en la altura 0 [m]
e. La Enerígía Potencial en la altura 0 [m]
f. La velocidad en la altura 0 [m]
h. La Energía Potencial en la altura 2 [m]
i. La Energía Cinética en la altura 2 [m]
j. La velocidad en la altura 2 [m]
Conservación de la Energía Mecánica
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