Resumen de la clase anterior

cosW F d

TRABAJO

Positivo

Puede ser

Negativo

Nulo

POTENCIA

La rapidez con la que

se efectúa es la

t

WP

Aprendizajes esperados

• Comprender el concepto de energía.

• Reconocer las energías cinética y potencial, y las expresiones

matemáticas que las definen.

• Aplicar el concepto de energía para explicar diversas situaciones de la

vida cotidiana.

• Aplicar las relaciones entre el trabajo y la energía.

• Aplicar los conceptos a la solución de problemas.

1. Energía

La energía se define como la

capacidad para realizar un trabajo.

1.1 Definición

Características

• Es una magnitud escalar

• Puede ser:

- Térmica.

- Química.

- Eléctrica.

- Eólica

- Mecánica.

- Nuclear.

2. Energía cinética

Es la energía asociada al movimiento de

un cuerpo.

Características

• Depende de la masa y es

directamente proporcional al

cuadrado de la rapidez.

• Se calcula como:

2.1 Definición

Unidades para la energía cinética

S.I.: joule= [N · m]

C.G.S.: ergio = [dina · cm]

21

2cE mv

2. Energía cinética

Energía cinética en nuestra vida cotidiana:

Ejercicios

CAplicación

5. Una bala de 50 [g] que se mueve a 200 tiene una energía cinética de

A) 10 [J]

B) 100 [J]

C) 1.000 [J]

D) 10.000 [J]

E) 1.000.000 [J]

ms

3. Energía potencial

3.1 Definición

Unidades para la energía potencial

S.I.: joule= [N · m]

C.G.S.: ergio = [dina · cm]

Es la energía asociada a la posición de un

cuerpo respecto de un cierto nivel de

referencia.

Existen dos tipos:

• Energía potencial gravitatoria

• Energía potencial elástica

3. Energía potencial

Energía potencial gravitatoria:

Es la energía que posee un cuerpo sobre el que actúa la fuerza de

gravedad, y que se encuentra a una cierta altura respecto de un

nivel de referencia dado.

gE mgh

El nivel de referencia es el que determina la posición para

calcular la energía potencial del cuerpo.

h

3. Energía potencial

Energía potencial en nuestra vida cotidiana:

Ejercicios

EAplicación

9. Se lanza verticalmente hacia abajo, desde 50 metros de altura, un cuerpo de

2 [kg] con una rapidez inicial de 5 . ¿Cuál es la energía potencial del cuerpo en

el momento de haber sido lanzado?

A) 0 [J]

B) 25 [J]

C) 100 [J]

D) 400 [J]

E) 1.000 [J]

ms

4. Relación entre trabajo y energía

El trabajo realizado por la fuerza neta y el trabajo realizado por una

fuerza conservativa (peso y/o fuerza elástica), se pueden calcular

fácilmente utilizando las siguientes relaciones:

2 21

2

neta

neta f i

neta

F c

F c c

F f i

W E

W E E

W m v v

Trabajo y energía

cinética

cons

cons i f

F potencial

F pot pot

W E

W E E

Trabajo y energía

potencial

Ejercicios

BAplicación

Un nadador de masa m [kg] inicialmente tiene una rapidez de 4 . Si un

instante después su rapidez es de 8 , ¿cuál fue el trabajo realizado por la

fuerza neta sobre el nadador?

A) 12m [J]

B) 24m [J]

C) 48m [J]

D) 120m [J]

E) 240m [J]

ms

ms

Ejercicios

CAplicación

Una esfera pequeña de 40 [kg] se encuentra sobre una caja con las

dimensiones que se señalan en la figura. Si la caja se voltea de la posición a

(horizontal) a la posición b (vertical), ¿cuál es la variación de energía potencial

que experimenta la esfera?

A) 50 [J]

B) 150 [J]

C) 200 [J]

D) 400 [J]

E) 600 [J]

En un cierto instante un pájaro en vuelo tiene rapidez y momentum lineal de

magnitud . Entonces, su energía cinética K se puede expresar como

A)

B)

C)

D)

E)

vp

vp2

vp4

vp2

1

vp4

1

vp

Pregunta oficial PSU

DAplicación

Síntesis de la clase

Capacidad para

efectuar trabajo

ENERGÍA

PotencialCinética

puede ser

Relación entre

trabajo y energía

netaF cW E

.cons i fF pot potW E E

Elástica Gravitatoria

21

2cE mv

gE mgh21

2eE k x