Energía

1. UNIDAD 3
TRABAJO Y ENERGÍA

2. Objetivo
• OA 4
Describir el movimiento de
un objeto, usando la ley de
conservación de la energía
mecánica y los conceptos de
trabajo y potencia
mecánica.

3. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
Actividad exploratoria
• Responde las siguientes preguntas:
a. ¿Qué tienen en común los objetos y
aparatos que se observan en la página?
Utiliza los conceptos de fuerza,
movimiento y energía para elaborar tu
respuesta.
b. Describe qué relación tiene la fuerza
y el movimiento en cada caso.
c. ¿Cómo se relacionan el trabajo
mecánico con la energía de los
aparatos u objetos que se mueven?
Observa las imágenes

4. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
Concepto de energía
El concepto científico de
energía fue propuesto
por el físico Thomas Young
(1773-1829) en 1807, quien lo
definió como «la propiedad
que tienen los cuerpos para
transformarse o
ser transformados.»
Concepto actual de energía
«la capacidad de un cuerpo o
un sistema para realizar un
trabajo que le permite
producir cambios en él mismo
o en otros cuerpos.»

5. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
Energía cinética
Definición :
« La capacidad que tiene un
cuerpo que se mueve para
realizar un trabajo»
Y la posee todo cuerpo en
movimiento
Expresión matemática
• La expresión que representa
la energía cinética de un
cuerpo de masa m y rapidez
v , está dada por:
Ec = ½ mv²
Donde Ec es la energía cinética del
cuerpo medida en joules. Es importante
señalar que la energía cinética siempre
tiene un valor positivo.

6. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
La energía cinética
depende de la
masa y de la rapidez de
los cuerpos
en movimiento
• Observa las imágenes

7. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
Energía Potencial gravitatoria
Definición :
«capacidad para realizar
trabajo en función de la altura
y la masa»
Recibe este nombre debido a
la existencia del campo
gravitacional terrestre.
Expresión matemática
• La expresión matemática que
representa la energía potencial
gravitatoria cerca de la superficie
terrestre es:
• Ep = mgh
• Donde m corresponde a la masa
del cuerpo medida en kg; g es la
aceleración de gravedad y h, la
altura medida en metros.

8. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
• Energía potencial
gravitatoria
• El paracaidista posee
una energía potencial
gravitatoria
dependiendo de la
altura desde la que se
lanzó.

9. Lección 3: ¿Cómo se comporta la
energía mecánica?
• Relación entre energía cinética y energía potencial

10. Conservación de la energía mecánica
• Definición de energía mecánica:
Es la capacidad total de realizar trabajo
mecánico y corresponde a la suma de la
energía cinética y la energía potencial.
EM = Ec + Ep

11. Conservación de la energía mecánica
¿Por qué el deportista no se eleva más en un
extremo que en el otro?
• Esto ocurre porque la energía mecánica se
mantiene constante, mientras una disminuye, la
otra aumenta, traduciéndose esta relación en la
siguiente expresión:
• EM = Ec + Ep = Cte.
• Por lo tanto, cuando la energía cinética
disminuye, la energía potencial aumenta en la
misma cantidad y viceversa, manteniéndose
siempre el mismo valor para la energía mecánica.

12. ¿Cómo graficar la conservación de la energía
mecánica?

13. ¿Cómo graficar la conservación de la energía
mecánica?

14. ¿Cómo graficar la conservación de la energía
mecánica?

15. ¿Cómo graficar la conservación de la energía
mecánica?

16. ¿De qué depende la variación en el movimiento
de un cuerpo?
• Para producir un
cambio de estado del
movimiento de un
cuerpo , es necesario
aplicar sobre él una
fuerza externa.

17. ¿De qué depende la variación en el movimiento
de un cuerpo?
a) La masa del objeto: a
mayor masa , mayor es la
fuerza que se aplica
b) Del cambio de velocidad
que se quiere lograr.
c) Del tiempo de acción de la
fuerza

18. El Impulso
Definición : variación del
movimiento debido al
producto entre la fuerza
y el tiempo en que
actúa
Símbolo : I
U. De medida : N x s
Exp.Matemát. :
I = F x t

19. El Impulso
Fuerza y Tiempo de
Aplicación
• Actividad de inicio:
a) Se le aplica fuerza
similar
b) Se aplica sobre uno de
ellos una fuerza por
más tiempo.

20. El Impulso
Fuerza y Tiempo de
Aplicación
a) ¿Cómo se ría la distancia
que alcanzan?
b) ¿Qué autito se movería
una distancia mayor en el
segundo caso?

21. Cantidad de movimiento o Momentum
Definición : producto que
se obtiene entre la masa
de un cuerpo y su
velocidad.
Símbolo : p
Exp.matemát. :
p = m x v
U. de medida: kg x m/s

22. Ejercicios
• 1. Calcular la energía cinética de una persona
de 30 kg que camina a una velocidad de 0,5
m/s.
• 2. ¿Cuál es la energía Potencial gravitatoria
de una persona que se encuentra en un
edificio de 100 m de altura? (masa de la
persona 75 kg).
• 3. ¿Cuál es la energía mecánica que posee un
avión que vuela a una altura de 1000 m a una
velocidad de 980 m/s? (masa del avión 2
toneladas).
• 4. La energía potencial gravitatoria de una
caja a 100 m de altura es de 2000 J, ¿Cuál es
la masa que posee la caja?.
• 5. ¿A qué altura se encuentra un objeto de
masa 10 kg si posee una energía potencial de
15.000 J?
• 6. ¿Cuál es la masa que posee una esfera que
gira a una velocidad de 2 m/s si la energía
cinética a esa velocidad es de 10.000 J?
• 7. De acuerdo a la figura:
• a) ¿En qué posición su energía cinética es
máxima?
• b) ¿En qué posición su energía Potencial es
máxima?
• c) ¿En qué posición su energía cinética es
mínima?
• d) ¿En qué posición su energía potencial es
mínima?
• e) ¿Qué valor posee la energía Mecánica en
A, B y C?