El documento trata sobre conceptos relacionados con el trabajo, la potencia y la energía. Define trabajo como la capacidad de un cuerpo para realizar una tarea luego de haber sido sometido a una fuerza. Explica que para que haya trabajo se requiere fuerza, desplazamiento y que la fuerza tenga componente a lo largo del desplazamiento. También define potencia como la tasa a la que se realiza trabajo, y energía como la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo debido a su estado de movimiento o posición.
2. TRABAJO
Para definir lo que es el trabajo es la capacidad que tiene un cuerpo o masa para
llevar a cabo un trabajo luego de haber sido sometido a una fuerza. Se entiende
que sin energía no es posible realizar un trabajo
La unidad con la que se mide es el Joule (o Julio) que representa la cantidad de
energía
El concepto de trabajo: Se denomina trabajo cuando una fuerza (que utiliza la
medida newton) moviliza un cuerpo y libera la energía potencial del mismo. Para
medir el trabajo se relaciona la distancia en que se desplaza un cuerpo y la fuerza
empleada. La unidad de trabajo es entonces el resultado del producto entre la
unidad de fuerza por la de longitud. la dirección de la fuerza puede ser
horizontal, vertical u oblicua.
Para que haya un trabajo y sea posible su medición se deben cumplir tres
requerimientos: Que haya una fuerza aplicada, que ésta sea aplicada en una cierta
distancia (es decir que haya un desplazamiento) y que la fuerza tenga un
componente a lo largo del desplazamiento.
3.
4. Trabajo neto
Se define el trabajo neto como la suma de los trabajos realizados desde un putno inicial a un
punto final de la trayectoria, por cada una de las fuerzas
5. La fuerza F de la figura mueve con una velocidad constante un cuerpo de 3000kg una distancia
de 60m. Si u=0,05 determinar:
a) El trabajo realizado por la fuerza F
b) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento
c) El trabajo neto
6. Trabajo efectuado por una Fuerza
variable
Como su nombre lo dice, es aquella fuerza que tiende a cambiar su magnitud,
ángulo, posición, etc provocando una fuerza distinta a la anterior.
8. Ley de Hooke
Establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico
es directamente proporcional a la fuerza aplicada F:
Fs=-k(Xf-Xi) y si Xi= 0 entonces Fs=-kX, siendo igual a la fuerza del resorte
ideal
Donde:
Fs es la fuerza del resorte
K es la constante de resorte o constante de fuerza
X es la distancia del estiramiento o compresión del resorte
9. Si un resorte de 10N se utiliza para comprimir un resorte con
una contante de resorte de 4,0 x 10^2N/m, ¿Cuál es la
comprensión resultante del resorte?
10. Potencia
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La unidad de potencia se expresa con el símbolo 'P' y en el sistema internacional es el vatio o
watts (w) ,en honor a james watt, que equivale a 1 julio por segundo. La potencia es un concepto
de la física con diferentes significados dependiendo del contexto y de los datos que se tenga a
disposición. Por ejemplo, la potencia es la cantidad de trabajo, fuerza o energía aplicada a un
cuerpo a lo largo del tiempo. En otro contexto, se puede calcular la potencia como una función de
la velocidad, es decir, la rapidez con la que se puede hacer que un peso se mueva. Por último, la
potencia eléctrica se obtiene multiplicando el voltaje y la corriente.
11. Potencia media
Es una magnitud física escalar que
nos indica la rapidez con que en
promedio se realiza un
determinado trabajo mecánico
Potencia instantánea
Es aquella que nos indica la rapidez
con la que se realiza el trabajo en
un intervalo de tiempo muy corto.
Su valor se determina asi:
12. Determinar la potencia que necesita una grúa para
elevar un coche de 2 toneladas hasta una altura de 25m
en medio minuto:
13. Energía mecanica
Es la energía que presentan los cuerpos en razón de su movimiento, de su
situación respecto de otro cuerpo generalmente la tierra.
Em=Ec+Ep
14. Energía cinética
En la energía cinética que posee debido a su movimiento se define como el
trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el
reposo hasta la velocidad indicando la distancia
15. Energía Potencial
Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la
configuración que sostiene en el sistema del cuerpo es decir que la energía
potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como
consecuencia de la posición de un cuerpo
Ep= Epg+Epe
17. Energía potencial elástica
Es la energía mecánica asociada a la localización de un cuerpo dentro de un
campo de fuerza gravitatoria electroestática o a existencia de un campo de
fuerzas en el interior de un cuerpo
18. Un coche de masas 1000kg tiene una velocidad de 30m/s
¿Cuál seria su energía cinética? Frena y su velocidad se
reduce a la mitad ¿Cuál es ahora su energía cinética?
Calcular el trabajo realizado por los frenos.
19. Teorema General del trabajo y la
energía
El trabajo neto realizado sobre un cuerpo que se desplaza es igual al cambio
en su energía cinetica.
20. Ley de la conservación de la energía
La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total
de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro
sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía
puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la
conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni
destruirse, solo puede cambiar de una forma a otra
21. Un mecánico empuja un auto de 2t desde el reposo hasta que adquiere una rapidez V, y realiza
un trabajo de 4000J en el proceso. Durante este tiempo el vehículo avanza 15m. Sin considerar
la fricción entre el auto y el piso determine:
A) La rapidez V
B) La fuerza horizontal aplicada al vehículo
