Documento de trabajo para los estudiantes de secundaria

1. TEMA: ENERGÍA 3. Una masa de 100 kg inicialmente en reposo tiene al
cabo de 5 segundos en movimiento por un plano sin
3
Concepto: fricción una energía cinética de 20x10 J. Entonces,
La energía es una cantidad escalar que se define como el valor de la fuerza constante que provoca este
la capacidad para realizar trabajo. movimiento es en Newton.
a) 800 b) 700 c) 600 d) 500 e) 400
Principio de conservación, de la energía. 4. Se dispara un cuerpo de 8 kg verticalmente hacia
2
“La cantidad total de energía en el universo es arriba a razón de 100 m/s; g = 10 m/s . Calcular:
constante; no se crea ni se destruye, sólo se a) La energía mecánica en el momento de partida.
transforma”. b) La energía mecánica cuando llega a su altura
Si un cuerpo realiza un trabajo, su energía disminuye en máxima.
igual cantidad al trabajo efectuado, similarmente cuando c) La energía cinética y potencial en su punto más
se realiza trabajo sobre un cuerpo, éste aumenta su alto.
energía en una cantidad igual al trabajo efectuado. d) La energía potencial y cinética a los 2 segundos
de su partida.
Energía Cinética (EK) e) La energía cinética y potencial a los 6
Es la capacidad que posee una masa para realizar un trabajo segundos.
debido a su movimiento: Rpta: a) 40 kJ b) 40 kJ c) Ec = 0J ; Ep = 40 J
d) Ep= 14,4 KJ; Ec= 25,6 KJ e) 33,6 kJ y 6,4 kJ
EK = 1 mv2
2 5. Si el bloque de masa 5 kg parte del reposo en A y
m v pasa por B con una velocidad de 15 m/s. Calcular el
Unidades: Joule (J) trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.
2
m : Masa (kg) g = 10 m/s . Rpta: -437,5 J
Tierra v : Velocidad (m/s) A
B
Energía Potencial Gravitacional (EPG) 30 m
Es la energía almacenada que posee una masa debido a 10 m
la altura en que se encuentra respecto a un nivel de
referencia (horizontal) escogido arbitrariamente. 6. Un cuerpo es dejado en libertad en “A”, sabiendo
Para una masa “m”: EPG = mg h. m que no hay fricción, averiguar ¿con qué velocidad
2
llega al punto “B”? (g = 10 m/s ).
h A
N.R. Tierra
Unidades: Joule (J)
m = masa (Kg) 45m
2
g = ac. de la gravedad (m/s ) B
37º
h = altura respecto al nivel de referencia (N.R.)
ENERGÍA MECÁNICA (EM) 7. Un cuerpo de 200 g. se desplaza horizontalmente
Es la suma de la energía cinética y la energía potencial. con una velocidad de 72 Km/h. Determine su
EM = Ek + Ep energía cinética.
8. Un coche de montaña rusa resbala sin fricción por
Teorema del Trabajo Total y la Energía Cinética una rampa de modo que al pasar por “A” lo hace con
“El trabajo neto efectuado sobre un cuerpo entre dos una rapidez de 30 m/s. ¿Qué velocidad poseerá
puntos de su trayectoria es igual a la variación de 2
cuando pasa por “B”? (g = 10 m/s )
energía cinética entre dichos puntos”. A
A WNETO = EKF – EKi
100m
Liso EKf = Energía cinética final B
EKi = Energía cinética inicial
20m
B
Teorema del Trabajo y la Energía
El trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan 9. Un cuerpo de 20 kg se encuentra a una altura de
sobre un cuerpo, excepto su peso y la fuerza elástica (en 70 m. Lo dejamos caer y recorre 20 m. Hallar en
el caso de resortes), es igual a la variación de la energía dicho punto su energía potencial y cinética.
mecánica total que experimenta dicho cuerpo. 10. Una masa de 100 kg inicialmente en reposo tiene
al cabo de 5 segundos en movimiento por un
W = EMf – Emi plano sin fricción una energía cinética de 20 x 10
3
J. Entonces, el valor de la fuerza constante que
PROBLEMAS provoca este movimiento es en Newtons.
1. Hallar la energía cinética de un auto cuyo peso es a) 800 b) 700 c) 600 d) 500 e) 400
de 15 000 N y tiene una velocidad de 18km/h. 11. Desde la azotea de un edificio de 60m de
Rpta: 19 132,6 J
altura se suelta una piedra de 1 kg. Calcular
2. Una piedra de 3 kg es llevada a una altura de 100 la energía cinética y potencial al cabo de los
2
m. Calcular en dicho punto, su energía potencial. 3 segundos (g= 10 m/s ).
Rpta: 2 940 J Rpta: 450 J y 150 J