El documento resume conceptos fundamentales de trabajo mecánico, incluyendo la definición de trabajo como una medida cuantitativa de la transferencia de movimiento ordenado mediante la acción de una fuerza, y cómo el trabajo depende de la fuerza y la distancia recorrida. También explica conceptos como trabajo de fuerzas constantes y variables, teorema trabajo-energía, energía cinética, potencia, y energía potencial. Incluye ejemplos para ilustrar estos conceptos.

1. TRABAJO MECÁNICO Lic. Fis. Carlos Levano Huamaccto FISICA I

2. CONTENIDO -DEFINICIÓN DE TRABAJO -TRABAJO FUERZA CONSTANTE -TRABAJO DE UNA FUERZA VARIABLE -TEOREMA TRABAJO ENERGÍA -ENERGÍA CINÉTICA -POTENCIA

3. TRABAJO MECÁNICO Medida cuantitativa de la transferencia de movimiento ordenado de un cuerpo a otro mediante la acción de una fuerza. El trabajo es una magnitud física proporcional a la fuerza y a la distancia.

6. Ejemplo: Determinar el trabajo de una fuerza

8. TRABAJO DE UNA FUERZA VARIABLE La suma de los rectángulos representan el trabajo.

9. El área representa el trabajo….

10. Ejemplo: Hallar el trabajo de la fuerza.

11. TRABAJO EN LOS RESORTES(FUERZA VARIABLE)

13. Ejemplo: Trabajo de una fuerza

14. TEOREMA TRABAJO ENERGIA CINETICA

15. ENERGIA CINETICA Energía del movimiento

16. EJEMPLO: 1. Determina la velocidad del bloque .

17. 2.La gráfica muestra cómo varía la fuerza con la posición de la partícula. ¿Qué trabajo realiza “F” cuando la partícula llega a la posición x = 10 m?.

18. 3.Un cuerpo se mueve desde x= 0 hasta x = 6, bajo la acción de una fuerza tal como se indica , hallar el trabajo realizado X(m) F x (N)

19. 4.En qué caso el trabajo de la fuerza F=400N, efectúa un trabajo igual a cero al deslizar el bloque una distancia “d” por la superficie horizontal rugosa?. a) Si el bloque desliza con velocidad constante. b) Si el trabajo de “F” es igual y de signo opuesto al de la fricción. c) Si la gravedad no efectúa trabajo. d) Si:  = 90º. e) Si:  = 0º.

20. 5.Hallar el trabajo neto desarrollado sobre el bloque de 20Kg.cuando éste es trasladado horizontalmente 40m (g=10m/s 2 ).

21. Si el bloque se desplaza hacia la izquierda aceleradamente, ¿qué fuerzas realizan un trabajo negativo?.

22. POTENCIA Es aquella magnitud escalar que nos indica la rapidez con la que se puede realizar trabajo. Donde: P : potencia W: trabajo t : tiempo La unidad de la Potencia es el Watt que se define como

24. POTENCIA PROMEDIO Es el trabajo ( W ) invertido por una fuerza externa aplicada a un objeto en el intervalo de tiempo Δ t POTENCIA INSTANTÁNEA Es el valor límite de la potencia promedio a medida que Δ t tiende a cero

25. POTENCIA EN TÉRMINOS DE LA VELOCIDAD

26. Unidades de potencia en el S.I. Watt = vatio (W) Otras Unidades

27. 1.Hallar la potencia que desarrolla el motor mostrado para que levante al bloque de 20 N con velocidad constante en 2 s una altura de 4 m. EJEMPLOS

28. ENERGIA

29. CONTENIDOS Energía Potencial Impulso Conservación de la Cantidad de Movimiento Choques Coeficiente de Restitución Choques en dos dimensiones Centro de Masa

30. ENERGÍA POTENCIAL Un cuerpo que está a una determinada altura tiene energía. Esa energía es igual al trabajo que la fuerza peso puede realizar si se deja caer al cuerpo desde esa altura.

31. ¿ Y cuánto vale el trabajo que puede realizar la fuerza peso ? Bueno, el trabajo realizado por una fuerza es w=F d E p  P  h ó m  g  h Esta E p que tiene el objeto es con respecto al piso . Al calcular energ í as potenciales, uno siempre tiene que indicar el nivel de referencia, es decir, el lugar desde donde uno empieza a medir la altura.

32. U, Energía potencial de un resorte en Joule, K, constante de rigidez del resorte N/m X, lo que se ha estirado.

33. Ejemplo : Calcular la E pot del cuerpo que está arriba de la mesa.

34. NOTA : La energía potencial en realidad se llama “ Energía potencial gravitatoria “ . Yo la voy a llamar solamente “ energía potencial ”. Esto lo hago para abreviar, nada más.

35. La E m de un sistema en un momento determinado es la suma de la energ í a cin é tica, m á s la potencial que el tipo tiene en ese momento. ( Esto es una definici ó n ). Es decir: E m  E c  E p Energía mecánica .

36. Ejemplo: Calcular la Energía Mecánica del Carrito en el punto A. La energía mecánica del carrito en el punto A va a ser la suma de las energías cinética y potencial.

37. E MA = E CA + E PA

38. Ejemplo: Se Empuja al carrito dándole velocidad de manera que su energía cinética inicial es de 0.2 Joule. El carrito cae luego por la pendiente calcular la energía Mecánica del carrito en los puntos A, B y C. Datos: m = 1 Kg

39. La energía mecánica en el punto A va a ser: E MA = E CA + E PA EN EL PUNTO B :

40. EN EL PUNTO C:

41. ¿ Pero c ó mo ? . ¿ No era que la energ í a siempre se conservaba ?. ¿ No era que no se perd í a sino que s ó lo se transformaba de una forma en otra ?. Y bueno, justamente. Toda la energ í a mec á nica que el tipo ten í a se transform ó en calor. El calor tambi é n es energ í a ( energ í a cal ó rica ).

42. Una fuerza es conservativa si hace que la energ í a mec á nica del sistema no cambie mientras ella act ú a. O sea, una fuerza conservativa hace que la energ í a mec á nica se conserve. ( De ah í viene el nombre ) E mi = E mf

43. Ejemplo: inicialmente su energía potencial vale , mgh

44. La energía mecánica no se modificó. Se mantuvo igual. Se conservó. Digo entonces que la fuerza peso es una fuerza conservativa .

45. 1ª FUERZA NO CONSERVATIVA: El Rozamiento 2 ª FUERZA NO CONSERVATIVA: Una Fuerza Exterior.  Una fuerza exterior . Inicialmente la E cin del carrito vale cero y al final NO .

46. 1.El bloque de 1kg se deja caer desde la posición mostrada, sobre un resorte de constante K=1600 N/m. Determine la máxima compresión del resorte. (g=10 m/s 2 ) EJERCICIOS DE APLICACIÓN

47. 2.Un cuerpo de 2kg de masa sube una pista circunferencial, tal como se muestra en la figura. Si el cuerpo alcanza una altura máxima de 0,5m. ¿Cuál es el trabajo realizado por las fuerzas de rozamiento.

48. 3.Un bloque parte de “A” sin velocidad inicial y se desliza, como muestra la figura. ¿Qué distancia “S” recorre en la parte plana si solamente hay rozamiento en esta parte?

49. 4.De una altura de 5m con respecto al extremo libre de su resorte (ver figura) se lanza una piedra de 2kg con velocidad de 10m/s. ¿Cuál es la constante elástica del resorte si éste comprime 1m por acción del choque?

50. 5.Una bala de 0,15kg con rapidez de 200m/s penetra en una pared de madera deteniéndose al recorrer 0,3 m. La magnitud de la fuerza media que detiene la bala es.

51. GRACIAS