Fisica Del Trabajo-Energia
-
Upload
materiales-prof-javier -
Category
Documents
-
view
221 -
download
0
Transcript of Fisica Del Trabajo-Energia
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
1/29
Trabajo y Energa
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
2/29
Concepto de trabajo
Se denomina trabajo infinitesimal, al producto escalar del vector fuerza por el vectordesplazamiento
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
3/29
dw= Fdr =FdscosE = Ftds
Donde Ftes la componente dela fuerza a lo largo del
desplazamiento, ds es el
mdulo del vector
desplazamiento dr, y E el
ngulo que forma el vector
fuerza con el vector
desplazamiento.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
4/29
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la
suma de todos los trabajos infinitesimales
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
5/29
Geomtricamente
Su significado geomtrico es el rea bajo lacurva es el producto de la fuerza Ft, y el
desplazamiento s.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
6/29
Ejemplo
Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicacin setraslada 7 m, si el ngulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento
son 0, 60, 90, 135, 180.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
7/29
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
8/29
Si la fuerza y el desplazamiento tienen el
mismo sentido, el trabajo es positivo
Si la fuerza y el desplazamiento tienensentidos contrarios, el trabajo es
negativo
Si la fuerza es perpendicular aldesplazamiento, el trabajo es nulo
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
9/29
Concepto de energa cintica
Supongamos que F es la resultante de lasfuerzas que actan sobre una partcula
de masa m. El trabajo de dicha fuerza es
igual a la diferencia entre el valor final yel valor inicial de la energa cintica de la
partcula.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
10/29
Escrito matemticamente
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
11/29
Se define energa cintica como la expresin
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
12/29
El teorema del trabajo-energa indica
que el trabajo de la resultante de lasfuerzas que acta sobre una partcula
modifica su energa cintica.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
13/29
Ejemplo: Hallar la velocidad con la que sale una bala despus deatravesar una tabla de 7 cm de espesor y que opone una resistencia
constante de F=1800 N. La velocidad inicial de la bala es de 450 m/s y
su masa es de 15 g.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
14/29
El trabajo realizado por la fuerza Fes -18000.07=-126 J (unidad de
medida es el joule)
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
15/29
La velocidad final ves
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
16/29
Fuerza conservativa. Energa potencial
Un fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferenciaentre los valores inicial y final de una funcin que solo depende de las
coordenadas. A dicha funcin se le denomina energa potencial.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
17/29
El trabajo de una fuerza conservativa no depende del camino seguido
para ir del punto A al punto B
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
18/29
El trabajo de una fuerza conservativa a lo largo de un camino cerrado es
cero.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
19/29
El peso es una fuerza conservativa
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
20/29
La energa potencial Ep correspondiente a la
fuerza conservativa peso tiene la formafuncional
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
21/29
Principio de conservacin de la energa
Si solamente una fuerza conservativa F acta
sobre una partcula, el trabajo de dicha fuerza
es igual a la diferencia entre el valor inicial y
final de la energa potencial
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
22/29
Como hemos visto en el apartado anterior, el trabajo de la resultante
de las fuerzas que acta sobre la partcula es igual a la diferencia
entre el valor final e inicial de la energa cintica.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
23/29
Igualando ambos trabajos, obtenemos la expresin del principio de
conservacin de la energa
EkA+EpA=EkB+EpBLa energa mecnica de la partcula (suma de la energa potencial ms cintica) es
constante en todos los puntos de su trayectoria.
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
24/29
Comprobacin del principio de conservacin
de la energa
Un cuerpo de 2 kg se deja caer
desde una altura de 3 m. Calcular
La velocidad del cuerpo cuando est
a 1 m de altura y cuando llega al
suelo, aplicando las frmulas delmovimiento rectilneo
uniformemente acelerado
La energa cintica potencial y total
en dichas posiciones
Tomar g=10 m/s2
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
25/29
Posicin inicial x=3 m, v=0
Ep=2103=60 J,
Ek=0
EA=Ek+Ep=60 J
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
26/29
Cuando x=1 m
Ep=2101=20 J,Ek=40,
EB=Ek+Ep=60 J
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
27/29
Cuando x=0 m
Ep=2100=0 J,
Ek=60,
EC=Ek+Ep=60 J
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
28/29
La fuerza de rozamiento es una fuerza no conservativa
WAB=-Fr AB=WBA=-FrBA
El trabajo total a lo largo del camino cerrado A-B-A, WABAes distinto de cero
WABA=-2Frx
-
8/7/2019 Fisica Del Trabajo-Energia
29/29
En conclusinBalance de energaEn general, sobre una partcula actan
fuerzas conservativas Fc y no
conservativas Fnc. El trabajo de laresultante de las fuerzas que actan
sobre la partcula es igual a la diferencia
entre la energa cintica final menos lainicial.