Este documento introduce los conceptos fundamentales de la energía mecánica, incluyendo las definiciones de energía cinética y potencial. Explica que la energía es la capacidad de hacer trabajo y que puede transferirse de una forma a otra mediante la aplicación de una fuerza, como se describe en el teorema del trabajo y la energía. Finalmente, resume que la energía cinética de un objeto representa su capacidad para realizar trabajo asociado con su velocidad.

1. CURSO:
METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA
TEMA:
LA ENERGÍA MECÁNICA Y EL TEOREMA
DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
PROFESOR :Lic. Jorge Y. Aliaga Collazos.
ALUMNO : Marco Antonio Alpaca Chamba

2. INTODUCCIÓN A LA ENERGÍA
En los términos más amplios posibles, la física es el
estudio de la relación entre la materia y la energía. La
materia es el "material" del universo, todo a nuestro
alrededor que tiene masa y ocupa un espacio. A diferencia
de la materia que experimentamos todos los días con
nuestros cinco sentidos, la energía no tiene cuerpo o
sustancia. Más bien, es el combustible que hace que la
materia se mueva. Sin energía, la materia sería "inerte". No
tendría movimiento, ni calor, ni luz.

3. Introducción a la Energía
En la física, la energía se define como la capacidad
para hacer un trabajo. A fin de que la materia se
vuelva energía, se requiere hacer un trabajo sobre él.
El trabajo es el proceso de transferencia de energía en
otra a partir de una de sus muchas formas.
Las dos principales formas de energía son la energía
cinética y la energía potencial.
La energía cinética es la energía del movimiento, la
energía que sabemos que existe porque se observa una
pieza de materia en movimiento. Un objeto que se
mueve más rápido, tiene más energía cinética.

4. Tipos de Energía
La energía térmica o calorífica es la energía que genera
objetos calientes. Es una forma de energía cinética en
el nivel molecular. Cuando hervimos el agua en una
tetera, estamos aumentando la energía cinética de cada
partícula de agua en la tetera. La energía cinética
colectiva de todas estas partículas se llama energía
térmica. El "silbido" familiar de una tetera ilustra cómo
la energía térmica del vapor en expansión podría ser
objeto de un uso para realizar un trabajo.

5. Tipos de Energía
La energía potencial es energía que está almacenada o energía
que no está realmente en uso en el momento actual. Existen
siete tipos de energía potencial:
Energía potencial gravitatoria es la energía almacenada en un
objeto debido a su altura en una zona donde la fuerza de
gravedad puede actuar sobre ella para hacerla caer. El agua en
la parte superior de las Cataratas se puede decir que tiene la
energía potencial gravitatoria ya que puede ser utilizado para
hacer un trabajo.

6. Tipos de Energía
Energía potencial elástica es la
energía almacenada por el
doblado, estiramiento o
compresión de la materia.
Energía química potencial es la
energía que se almacena en los
enlaces químicos de la materia y
puede ser liberado por medio de una
reacción química. Un sándwich, es un
ejemplo de energía química potencial.

7. Energía potencial eléctrica es la energía almacenada
cuando las cargas eléctricas estáticas se mantienen a cierta
distancia.
Energía potencial magnética, como la energía potencial
eléctrica, se almacena en el espacio entre dos imanes.
Tipos de Energía potencial

8. Tipos de Energía potencial
La energía radiante es una forma complicada de la
energía potencial que es realizada por ondas
electromagnéticas. Como una de estas ondas de energía
radiante viaja, la energía almacenada se desplaza entre
una forma de energía potencial eléctrica y magnética.
Ambas formas visibles e invisibles de energía radiante
provienen de fuentes tales como el Sol. La energía
radiante puede hacer un trabajo sobre la materia mediante
la transferencia de su energía a otras formas, tales como
el calor.

9. Tipos de energía potencial
Energía potencial nuclear es la energía almacenada en el
núcleo de un átomo que está esperando a ser liberado en una
reacción nuclear.

10. TRABAJO DE UNA FUERZA
¿Cómo hacer que un objeto transfiera una forma de energía a
otra forma?
El elemento común es que para realizar un trabajo, una
fuerza debe aplicarse. En otras palabras, la energía es
transferida al aplicar una fuerza al objeto que recibe la
energía.
Figura 2 Cuanto mayor sea la distancia, más trabajo se hace

11. TRABAJO DE UNA FUERZA
La Figura 2 muestra que si la fuerza se aplica sobre un
desplazamiento mayor, entonces la cantidad de energía
transferida o el trabajo realizado será mayor. Podemos
calcular cuantitativamente la cantidad de trabajo
realizado mediante el uso de la siguiente fórmula:
donde es la fuerza aplicada en newtons (N),
es el desplazamiento en metros (m), y W es el trabajo en
newton-metros (N.m).
1 N.m se le da al nombre de la unidad derivada del joule (J).

12. Considere una partícula de masa m que se somete a una
fuerza F y que se mueve a lo largo de una trayectoria que
es rectilínea o curva (ver figura ).
PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
Al expresar la segunda ley de Newton en términos de las
componentes tangenciales de la fuerza y de la
aceleración, se escribe:

13. PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
donde v es la velocidad de la partícula. Al recordar que v = ds/dt,
se obtiene:
Al integrar desde A1, donde s = s1 y v = v1, hasta A2, donde s = s2
y v = v2, se escribe:
El miembro de la izquierda de la ecuación (1) representa el
trabajo U1→2 de la fuerza F ejercida sobre la partícula durante el
desplazamiento de A1 a A2, el trabajo U1→2 es una cantidad
escalar. La expresión 1/2mv2 es también una cantidad escalar; se
define como la energía cinética de la partícula y se denota
mediante T. Se escribe:
(1)
(2)

14. PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
Al sustituir en (1), se tiene: (3) la cual expresa que,
cuando la partícula se mueve de A1 a A2 bajo la acción de una
fuerza F, el trabajo de la fuerza F es igual al cambio de la
energía cinética de la partícula. Lo anterior se conoce como el
principio del trabajo y la energía. Al rearreglar los términos en
(3), se escribe:
Así, la energía cinética de una partícula en A2 puede obtenerse
agregando a su energía cinética en A1 el trabajo realizado durante
el desplazamiento de A1 a A2 que lleva a cabo la fuerza F ejercida
sobre la partícula. Al igual que la segunda ley de Newton de la
cual se deriva, el principio del trabajo y la energía se aplica sólo
con respecto a un marco de referencia newtoniano. La rapidez v
que se emplea para determinar la energía cinética T debe, por lo
tanto, medirse con respecto a un marco de referencia newtoniano.

15. PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
Puesto que tanto el trabajo como la energía cinética son
cantidades escalares, su suma puede calcularse como una
suma algebraica ordinaria, considerándose el trabajo U1→2
positivo o negativo de acuerdo con la dirección de F.
Cuando varias fuerzas actúan sobre la partícula, la
expresión U1→2 representa el trabajo total de las fuerzas
que actúan sobre la partícula; ésta se obtiene sumando
algebraicamente el trabajo de las diversas fuerzas.
Por consiguiente, la energía cinética de una partícula
representa también la capacidad para realizar trabajo
asociado con la velocidad de la partícula.

16. ¡¡¡GRACIAS¡¡¡
fin