1) El documento habla sobre trabajo, potencia y energía. 2) Define trabajo como una magnitud escalar representada por W que depende de la fuerza aplicada y el desplazamiento. 3) Explica que la potencia es la rapidez a la que se realiza trabajo y se mide en vatios.

1. Trabajo, potencia y energía. marina molina Curso: 11º01

2. TRABAJO El trabajo es una magnitud escalar que se representa con la letra W y se expresa en unidades de energía. Cuando sobre un cuerpo se ejerce una fuerza y por defecto de ella se desplaza , se dice que la fuerza ha realizado trabajo. Si la fuerza que se supone constante y el desplazamiento tienes la misma dirección y sentido , el trabajo se obtiene multiplicando el valor de la fuerza y el desplazamiento : T= f*d

3. Si la fuerza y desplazamiento forman un Angulo & la fuerza efectiva no es la aplicada a f , si no su componente en la dirección del camino recorrido ( f* cos &) . En este caso general , el trabajo que realiza la fuerza es: T= f*d* cos &.

4. Componentes rectangulares W sen 15 W sen 15 W cos 15 W cos 15

6. si el hombre logra mover el auto a una distancia d, entonces t /= 0

7. observamos que f y la dirección del movimiento es la misma.

9. Trabajo negativo, positivo y total. Es negativo cuando la fuerza o componente de esta y la dirección del movimiento tienen sentido contrario. Es cuando la fuerza o componente de esta tiene el mismo sentido que el movimiento. Si varias fuerzas actúan sobre el cuerpo en movimiento, el trabajo resultante (trabajo neto) es la suma algebraica de todos los trabajos .

10. Ejercicios 1)Físicamente podemos definir el trabajo como: a)Esfuerzo físico o mental que se hace en orden a producir un determinado resultado. b)Cantidad de energía que gasta un cuerpo al realizar una actividad. c)Desgaste físico que experimenta el cuerpo cuando realiza una actividad. d)Magnitud directamente proporcional a la fuerza, y al espacio recorrido por el punto de aplicación de dicha fuerza en su misma dirección.

11. 2)Los sistemas de medición de trabajo son el MKS, CGS y FPS, en ese mismo orden las unidades son: a)Ergio, Julio y foot-pound. b)Julio, Ergio y foot-poundal. c)Julio, foot-poundal y ergio. d)Ergio, foot-poundal y julio. 3) Al convertir 12x10-3 julio al sistema CGS Y al sistema gravitacional obtenemos:

12. solución: 12*10-3 julio ? Ergio (CGS) 12*10-3 julio ? Kgm 12*10-3 j * 107 ergios/ 1 j 12*10-3 j * 1 kgm/9.8 j = 120000 erg = 1.22 * 10-3 kgm 4)señalar como verdadero o falso en las siguientes proposiciones : Se considera negativo el trabajo hecho por una fuerza cuyo punto de aplicación se desplaza en su misma dirección y sentido. El trabajo realizado por la fuerza normal(N) de un bloque apoyado e una superficie horizontal es nulo. El trabajo es una magnitud vectorial. a) fff c) vvf b) Fvv d) ffv

13. 5)Si el trabajo neto realizado sobre un cuerpo es negativo, entonces: a)La fuerza aplicada al cuerpo es perpendicular a la dirección de desplazamiento del mismo. b)La fuerza aplicada al cuerpo es paralela y en la misma dirección de desplazamiento del mismo. c)La fuerza aplicada al cuerpo es de sentido contrario a la dirección de desplazamiento del mismo. d)La fuerza aplicada al cuerpo es perpendicular a la intensidad de la misma.

14. 6)El trabajo que realiza un hombre para elevar una bolsa de 70 kgf a una altura de 2,5 m es de : a)175 kgm ó 175 julio b)175 julio ó 1755kgm c)175 kgm ó 1715 julio d)1716,225 Kgm ó 175 julio T= fd 175kgm* 9.8j/1 kgm T = 70kgf * 2.5m = 1715 j T = 175 kgm

15. 7)Una grúa eleva una carga de 500kg a una altura de 120cm, podemos asegurar que : a) El trabajo realizado por la grúa es cero porque la fuerza aplicada es perpendicular a la dirección de desplazamiento. b) El trabajo realizado por la grúa es negativo porque la dirección del movimiento es en el sentido contrario de la aceleración de la gravedad. c) El trabajo realizado por la grúa es cero porque no hubo desplazamiento en la dirección de aplicación de la fuerza. d)El trabajo realizado por la grúa es positivo porque la dirección del movimiento es la misma dirección de aplicación de la fuerza.

16. 8)Para empujar una caja, Sarín aplica una fuerza de 5Nw. Si la caja se desplazó 350cm y despreciando la fuerza de fricción, podemos asegurar que: a)El trabajo realizado es nulo b)El trabajo realizado es de 1750 j c)El trabajo realizado es de 17.5 j d) El trabajo realizado es de 1,75x10-6Erg T = fd T= 5Nw* 3.5m 350cm*1m/100cm T= 17.5 j =3.5m

17. g=10m/s2 30º Un cuerpo de 25000gr se desea levantar hasta una altura de 1500cm por medio de un plano inclinado que forma un ángulo de 30° con la horizontal del suelo. Si la fuerza que se ejerce a través de la cuerda es de 5x102Nw y el coeficiente de rozamiento cinético (k) entre la superficie y la masa es de 0,2, podemos asegurar que:

18. 9)La distancia que recorre el cuerpo es de : a)20 metros b)30 metros c)40 metros 25000gr*1kg/1000gr d) 50 metros = 25kg Sen 30 = 15m/d d= 15/sen30 1500cm*1m/100cm d= 30 m = 15m

19. 10) El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo equivalen a: a)15000julio, 3750julio y 1299julio b)1299julio, -15000julio y -3750julio c)3750julio, -15000julio y -1299julio d)15000julio, -3750julio y -1299julio Determinamos el valor de las fuerzas : f1:500Nw f3=uk N F2= w senÇ f3= uk cosÇ F2= 250Nw sen30 f3= 0.2*250Nw*cos30 F2=125Nw f3= 43.3 Nw

20. Ahora hallamos el respectivo trabajo: T= F d T=500Nw*30m T1= 15000 j(+) T2= 125Nw*30m T2=3750 j(-) T3= 43.3Nw*30m T3=1299(-)

21. 11)El trabajo neto es: a)6549julio b)3951julio c)12549julio d)9951julio Tt=T1+T2+T3 Tt= 15000j-3750j-1299j Tt= 9951 j

22. potencia

23. Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo. Potencia = T/t = trabajo/tiempo = energía transformada/tiempo. En el Sistema Internacional la potencia se expresa en Joule por segundo, unidad a la que se le da el nombre Watt (W), 1 W = 1J/s. Cuando decimos que una ampolleta consume 60 watts, estamos diciendo que transforma en cada segundo 60 Joules de energía eléctrica en energía luminosa o térmica. Para potencias elevadas se usa el caballo de fuerza, abreviado hp, que equivale a 746 Watts. 1 hp = 746 watts A veces conviene expresar la potencia en términos de la fuerza neta F aplicada a un objeto y de su velocidad. P = T/t. P= f*v .

24. 1)Con una grúa se elevan 3750 kilogramos de tierra a una altura de 45 metros en un tiempo de 15 minutos, la potencia desarrollada por los motores de la máquina es: a)18375 watt b)1,8375 X 103 watt c)2229,5 watt d)2,2295 X 103 watt

25. m=3750kg W=mg d=45m W=3750kg*9.8m/s2 t= 15min = 900s W=36750Nw p=? T=F d T= 36750Nw*45m T=1653750 j P=T/t P=1653750 j/900s P= 1837.5 watt

26. 2)Al aumentar la masa que se eleva a 4550 kilogramos, la potencia desarrollada por los motores de la máquina es: a)18375 watt W=4550kg*9.8m/s2 b)1,8375 X 103 watt W= 44590Nw c)2229,5 watt T=F d d)2,2295 X 103 watt T=44590Nw*45 T= 2006550 j P=T/t P=2006550 j / 900 s P= 2229.5 watt

27. 3)Al aumentar el tiempo que demorará la máquina para realizar el trabajo, podemos asegurar que a)No hay variación de potencia. b)La potencia desarrollada es mayor. c)La potencia desarrollada es menor. d)El incremento de la potencia es de ¼ de la misma. Por que la potencia y el tiempo son magnitudes inversamente proporcional, es decir, cuando la una disminuye la otra aumenta o lo contrario.

28. 4)Convertir 15 X 103 Watt a Kw: 15x 103 watt x 1 Kw/1000 watt =15 Kw 5)Convertir 13Hp a watt: 13 Hp x 76 kgm/s/1Hp = 988Kgm/s 988Kgm/s x 9.8 watt/ 1kgm/s = 9682.4 watt

29. Energía

30. La energía se puede definir como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo sus unidades son la misma s que las del trabajo . la energía se presenta de varias formas calorífica, eléctrica, química, mecánica, nuclear, elástica….. Pero la experiencia nos ha enseñado que unas formas de energías se transforman en otras .

31. Energía potencial Es la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campo de fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se define como el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia (nivel de tierra) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energía potencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversos contextos de la física son: La energía potencial gravitatoria asociada a la posición de un cuerpo en el campo gravitatorio (en el contexto de la mecánica clásica). La energía potencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorio constante viene dada por: donde h es la altura del centro de masas respecto al cero convencional de energía potencial. La energía potencial elástica asociada al campo de tensiones de un cuerpo deformable.

32. La energía potencial puede definirse solamente cuando existe un campo de fuerzas que es conservativa, es decir, que cumpla con alguna de las siguientes propiedades: El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido. Cuando el rotor de F es cero (sobre cualquier dominio simplemente conexo). Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir que cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencial en un punto arbitrario se define como la diferencia de energía que tiene una partícula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".

33. Energía cinética Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo. Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento, es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

34. 1)Físicamente podemos definir la energía como: a)Esfuerzo físico o mental que se hace en orden producir un determinado resultado. b)como la capacidad para realizar un trabajo c)Desgaste físico que experimenta el cuerpo cuando realiza una actividad. d)Trabajo realizado en la unidad de tiempo

35. 2)Indicar el valor de verdadero (V) o falso (F) según corresponda a las siguientes proposiciones I . La energía es equivalente al trabajo II. La energía potencial depende de la posición del cuerpo. III. La energía se transforma y se destruye: a)VVV b)VFV c)VFF d)VVF

36. 3)No es una unidad de medida de energía: a) Foot - poundal b)Caballo a vapor c)Ergio d)Kilográmetro

37. 4)Vemos que cuando la dama en peligro salta del edificio en llamas, experimenta un movimiento en caída libre. Podemos asegurar que I. En cada uno de los puntos de la posición de la señora, la energía cinética se conserva constante porque el cuerpo se mantiene en movimiento. II. La energía potencial de la señora en el punto en que se hallan los bomberos será cero III. La suma de la energía cinética más la energía potencial en cada punto de la trayectoria recorrida por la señora, debe ser igual. De las afirmaciones anteriores podemos asegurar que: a) I y II es cierto b) II y III es cierto c) I y III es cierto d) Solo I es cierto

38. 5) En el interior de cada pistón del motor de un carro, la gasolina mezclada con aire hace explosión cuando salta la chispa eléctrica en la bujía. La explosión produce gases en expansión que mueven el pistón ¿Cuál es la secuencia que mejor describe las transformaciones de energía en el pistón? (la flecha significa: se transforma en):

40. a)Energía eléctrica de la bujía energía mecánica de expansión de los gases energía mecánica de los pistones. b)Energía química de la mezcla combustible-aire energía mecánica de expansión de los gases energía mecánica del pistón. c)Energía eléctrica de la bujía energía química de la mezcla calor energía mecánica del pistón. d)Energía química de la mezcla energía eléctrica de la bujía energía mecánica del pistón.

42. El último tramo de una montaña rusa elaborada a escala, termina en una catapulta resistiva elaborada con resortes, con el objeto de parar a un tren que se mueve desde el punto A hasta el punto D. 6)De acuerdo con la situación es correcto afirmar que: a)En el tramo CE la energía cinética y parte de la energía potencial gravitatoria se transforma en energía potencial elástica. b)Solo existe energía potencial en el tramo AB c)No existe transformación de energía en ningún tramo del recorrido d)En el tramo CD la energía potencial se pierde, cuando el tren llega al estado de reposo.

43. 7)Si el tren parte del reposo en A y se detiene exactamente en la mitad del tramo DE, cuando ha comprimido el resorte la mitad de su longitud inicial, es correcto afirmar : a)La energía potencial inicial se transforma en calórica b)La energía potencial total inicial se transforma en cinética. c)Parte de la energía potencial total inicial, se transforma en energía potencial estática d)Parte de la energía potencial total inicial, se transforma en calórica y potencial elástica.

44. 8)Si el tren parte del reposo en el punto A, sucede que: a)Pierde energía cinética por el desgaste del movimiento b)Posee energía potencial gravitatoria c)No posee ninguna clase energía d)Adquiere energía potencial gravitatoria a medida que se mueve

45. ¡gracias¡