La energía mecánica incluye la energía potencial gravitacional y la energía cinética.

1. La energía mecánica

2. Asuntos administrativos Saludo Pasar lista Reflexión

3. Reflexión

4. Fase 1: Presentar datos e identificar conceptos Modelo de formación de conceptos

5. Presentar una lista de conceptos a los estudiantes

6. Formación de conceptos Sí No

7. Fase 1: Confrontación del problema

8. Demostración

9. La energía: energía cinética energía potencial Física: Capítulo 11 Prof. Elba M. Sepúlveda

10. Trabajo Es unamedida de la energíatransferida La energía total de un sistemapermaneceigual

11. Capacidadpararealizartrabajo. Energía:

13. Existen 4 fuerzas básicas: Fuerza gravitacional Fuerzas electromagnéticas Fuerza nuclear fuerte Fuerza nuclear débil

14. Fuerza gravitacional Gravedad Fuerza de atracción entre la tierra y cualquier objeto con masa sobre ella. Gravitación Fuerza de atracción entre cualquiera dos objetos con masa que interaccionen en el universo.

15. Fuerzas electromagnéticas Fuerza que existe entre objetos cargados Ejemplos: Fricción= se opone al movimiento de los objetos Electricidad Magnetismo

16. Fuerza Nuclear Fuerte Fuerza de muy corto alcance que mantiene ligados a los protones y neutrones en el núcleo del átomo. Ejemplo: ocurre dentro del núcleo para mantener los neutrones y protones unidos. Fuerza Nuclear Débil Fuerza involucrada en el decaimiento de los núcleos atómicos y partículas nucleares.

17. Energía potencial: Como hay cuatrofuerzasbásicas hay cuatrotipos de energíapotencial. Potencialgravitacional. debido a suposición en un campo gravitacional. Potencialelectromagnética. Debido a suposición en un campo eléctrico. Potencialnuclear fuerte. Debido a suposición en el núcleo del átomo. Potencialnuclear débil. Debido a posición de los núcleosatómicos.

18. Energía potencial Es la energía debida a la posición de un objeto. Es la energía almacenada. Ecuación: EP = mgh m= masa g= aceleración gravitacional h= altura La unidad es Julios = kgm2/s2 El aumento en la energía potencial de un sistema que comienza y termina en reposo es igual al trabajo realizado sobre el sistema. DEP = W

19. Nivel de base Donde la energía potencial gravitacional se toma como cero arbitrariamente por lo regular es la superficie de la tierra, piso, etc. Puede crear confusión porque depende del punto de vista de la persona o marco de referencia.

20. Ejemplo Unacaja de 15 Kg se levanta del piso a unaaltura de 30 metros. ¿Cuántoessuenergíapotencial?

21. Solución: Dado: m= 15 kg h= 30 m g= 9.81 m/s2 EP= ? EP = mgh = (15 kg) (9.81 m/s2) (30 m) = 4,414 J = 4.41 kJ

22. Ejemplo: La energíapotencial de un objetoesdirectamenteproporcional a sualturasobre el nivel de base, siduplicamos la alturaentoncesresultará en el doble de la energíapotencial. Si triplicamos la alturaentoncesresultará en un triplicado de la energíapotencial. Use este principio paradeterminar los blancos en el siguientediagrama:

23. Solución: A y B = 30 J C = 20 J D = 10 J E= 0 J

24. Energía cinética F= ma Fd=mad => W ork Vf2 = Vi2 +2ad Vf2 - Vi2 = 2ad ½ Vf2 – ½ Vi2 = ad ½ mVf2 – ½ mVi2 = mad = Fd = D EC = Work EC = ½ m V2 Energía de movimiento que depende de la masa y la velocidad

25. Ejemplo: Un carro de unamontañarusa de 10 Kg viaja con unarapidezde 20 m/s A) ¿Cuálessuenergíacinética? B) ¿Cuántotrabajo se realizó?

26. Solución: M= 10 kg V=20 m/s EC=? EC= ½ mv2 = ½ (10kg) (20 m/s)2 = 2000 J = 2 kJ W=? W=Fd = D EC W=2kJ

27. Ley de conservación de la energía La energía no puede ser creada ni destruida solo puede ser transformada Si la energía potencial disminuye la energía cinética aumenta.

28. Ecuación conservación energía… Ei (sistema)= Ef (sistema) ECi + EPi = ECf + EPf -EPf + EPi = ECf - ECi -(EPf – EPi) = ECf – ECi -DEP = DEC

29. Ejemplo: Una caja de 20 kg se deja caer desde lo alto de un edificio de 25 m. ¿Cuál es la energía cinética al momento de caer al piso? ¿Con qué velocidad llegará al piso?

30. Solución: M=20 kg ECi = 0 H=25 m EPf = 0 EC=? ECi + EPi = ECf + EPf EPi = ECf = mghi = (20 kg) (9.81 m/s2) (25 m) = 4,900 J = 4.9 kJ EPi = ECf = 4.9 kJ EPi = ECf = ½ m Vf2 => Vf2 = 2 EC/m Vf = 2 (4,900 J)/20 kg= Vf = 22 m/s

31. Transferencia de energía

32. DEP = -DEC = W

33. Ejemplo Durante unacompetencia un atletalanza un disco de 5 kg directamentehaciaarriba. Si esterealizó 590 J de trabajosobre el disco, ¿cuán alto subirá?

34. Solución: m= 5 kg EPi = 0 W= 590 J ECf = 0 g = 9.81 m/s2 Ei (sistema)= Ef (sistema) ECi + EPi = ECf + EPf ECi = Epf = mgh = W h= W/(mg) = 590 J / [( 5 kg) (9.81 m/s2) h=12 m

35. Analiza…

36. Otros problemas… Un carrito de laboratorio es halado a velocidad constante a lo largo de un plano inclinado. Si la masa que se le colocó fue de 3kg y la altura del plano es de 0.45 m, ¿cuál es la energía potencial del auto?

37. Solución: m=3 kg g= 9.81 m/s2 h= 0.45 m EP = ? EP = mgh = (3 kg) (9.81 m/s2) (0.45 m) = 13.5 J

38. La física de las Montañas rusas… Roller Coaster Physics

39. Problemas asignados: Capítulo 11: 1 al 15 impares desde la página 183 hasta la página 188 Problemas A: 1 al 9 página 192 Problemas B: 1 y 2 página 193 EXITO