1) La unidad 2 trata sobre trabajo y energía, con el objetivo de evidenciar que la energía se transfiere por cambios en la posición o trayectoria de los cuerpos. 2) Se define la energía cinética como la capacidad de un cuerpo en movimiento para realizar trabajo, dependiendo de su masa y velocidad. 3) La energía potencial gravitatoria depende de la masa, gravedad y altura, y representa la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo debido a su posición.
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1. UNIDAD 2
TRABAJO Y ENERGÍA
Objetivo de la Unidad :
Evidenciar que existe energía que se
transfiere por cambio de posición y/o
de trayectoria que realizan los
cuerpos
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
ASIGNATURA DE FÍSICA
C.I.»DON BOSCO». ANTOFAGASTA
2. Lección 2: ¿Cuánta energía necesitas
para moverte?
• A.E.: Utilizar las nociones cuantitativas básicas
de energía cinética y energía potencial
gravitatoria, para describir actitudes de la vida
cotidiana.
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.
16. Lección 4: ¿Qué tan "fuerte" se
mueven los cuerpos?
• Cantidad de movimiento o momentum lineal
• Impulso
17. ¿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.
18. ¿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
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
• Preguntas de inicio:
a) ¿Cómo se ría la distancia
que alcanzan?
b) ¿Qué autito se movería
una distancia mayor en el
segundo caso?
21. 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
22. 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