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CAPITULO 8: TRABAJO, ENERGÍA Y
POTENCIA
TRABAJO
Para que se realice un trabajo han de
cumplirse tres requisitos:
1. Debe haber una fuerza aplicada.
2. La fuerza debe actuar a través
de cierta distancia, llamada
desplazamiento.
3. La fuerza debe tener una
componente a lo largo del
desplazamiento.
Trabajo = Componente de la fuerza X
desplazamiento.
W = f.d
EJEMPLO:
¿Qué trabajo realiza una fuerza de 60 N al
arrastrar un carro a través de una distancia de
50 m, cuando la fuerza transmitida por el
manubrio forma un ángulo de 30° con la
horizontal?
ENERGÍA
La energía puede considerarse algo que es posible convertir entrabajo. si realizamos un trabajo sobre un objeto, le hemosproporcionado a este una cantidad de energía igual al trabajorealizado.
Energía cinética K, que es la energía que tiene un cuerpo en virtud de su movimiento.
Energía potencial U, que es la energía que tiene un sistema en virtud de su posición o condición.
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA
ENERGÍA POTENCIAL:
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Con mucha frecuencia, a rapideces
relativamente bajas tiene lugar un intercambio
entre las energías potencial y cinética.
Por tanto, la energía potencial que tiene en
principio se va transformando en energía
cinética y potencial hasta que al llegar al final
de la caída tiene solamente energía cinética.
Energía total = energía cinética + energía
potencial
E = K + U , son constantes.
Supongamos, según la
imagen que se visualiza:
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
En ausencia de resistencia del aire
o de otras fuerzas disipadoras, la
suma de las energías potencial y
cinética es una constante, siempre
que no se añada ninguna otra
energía al sistema.
Energía total en el punto inicial = energía total en el
punto finalU0 + K0=Uf + Kf
Con base en las formulas apropiadas:
𝒎𝒈𝒉𝒐 +𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒐 = 𝒎𝒈𝒉𝒇 +
𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒇
EJEMPLO:
Una bola de demolición de 40 kg se impulsa lateralmente hasta
que queda 1.6 m por arriba de su posición más baja.
Despreciando la fricción, ¿cuál será su velocidad cuando regrese
a su punto más bajo?
Solución: aplicando la formula anterior,
𝒎𝒈𝒉𝒐 +𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒐 = 𝒎𝒈𝒉𝒇 +
𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒇
ENERGÌA Y FUERZAS DE FRICCIÒN
El trabajo realizado por las fuerzas de fricción siempre es negativo, de modo que hemos empleado las rayas verticales de valor absoluto para indicar que estamos considerando el valor positivo de la pérdida de energía.
Energía total inicial = energía total final + pérdida debida a la fricción
U0 + K0= Uf + Kf + trabajo contra la fricción
𝒎𝒈𝒉𝒐 +𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒐 = 𝒎𝒈𝒉𝒇 +
𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒇 + 𝒇𝒌.𝒙
EJEMPLO:
Un trineo de 20 kg descansa en la cima de una pendiente de 80 m de
longitud y 30° de inclinación, como se observa en la figura 8.9. Si la
fuerza de fricción = 0.2, ¿cuál es la velocidad al pie del plano inclinado?
Solución: La energía total en la cima ha de ser igual a la
energía total en la parte inferior menos la pérdida por
realizar trabajo contra la fricción.
𝒎𝒈𝒉𝒐 +𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒐 = 𝒎𝒈𝒉𝒇 +
𝟏
𝟐𝒎𝒗𝟐𝒇 + 𝒇𝒌.𝒙
POTENCIA
Es la razón de cambio con la que se
realiza el trabajo.
Potencia= trabajo/tiempo
P= W/t
Sistema Internacional (SI):
1w – 1 J/seg.
Sistema Usual de Estado Unidos
(SUEU):
1 Kw= 1000 w
1 hp= 550 ft.lb/seg.
EJEMPLO:
La carga de un ascensor tiene una masa total de
2800 kg y se eleva a una altura de 200 m en un
lapso de 45 s. Exprese la potencia media tanto en
unidades del SI como del SUEU.
Solución: Donde la distancia x se
convierte en la altura h sobre el
suelo.
REFERENCIAS
http://es.slideshare.net/VictorMontejanoAcevedo/fisica-paule-tippens-7-edicion-revisada
https://www.google.com.co/search?q=trabajo+fisica+formula&hl=es-CO&site=imghp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=MOrjU9noHPDJsQT75oHQBg&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=667#hl=es-CO&q=conservacion+de+la+energia&tbm=isch&imgdii=_
https://www.google.com.co/search?q=SUEU&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=qu3jU6PSNtPfsATnwIGQBg&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=667#q=arrastrar+un+carro+fisica&spell=1&tbm=isch&imgdii=_
GRACIAS POR SU AMABLE ATENCIÓN
