TRABAJO Y ENERGÍA CINETICA

INTEGRANTES: Domenica Ramírez Robert Tigre Emily Tubay Raúl Zambrano

Se define trabajo como el resultado de la aplicación

de una fuerza sobre un cuerpo produciendo un desplazamiento en el mismo.

Descubriremos que, en cualquier movimiento, por complicado que sea, el trabajo total realizado sobre una partícula por todas las fuerzas que actúan sobre ella es igual al cambio en su energía cinética.

El trabajo se lo representa con la letra W. Sus unidades en el SI es el joule (que se abrevia J,

fue nombrado así en honor del físico ingles del siglo XIX James Prescott Joule).

El trabajo es una cantidad escalar.

TRABAJO

W>0(positivo) Trabajo realizado por el sistema El sistema gana energía

W˂0(negativo) Trabajo realizado sobre el sistema El sistema pierde energía

W=0

TRABAJO DE FUERZAS

CONSTANTES:Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. Por otra parte, si una fuerza constante no produce movimiento, no se realiza trabajo.Cuando la fuerza tiene la dirección de movimiento.

W = FSFuerza constante en dirección del desplazamiento rectilíneo

W: Trabajo realizado por la fuerza.

TRABAJO DE FUERZAS CONSTANTES Y

VARIABLES

Como su nombre lo dice, es aquella fuerza

que tiende a cambiar ya sea de magnitud, ángulo, posición, etc. provocando una fuerza distinta a la anterior.

Cuando la fuerza aplicada tiene una inclinación α con respecto al movimiento.

 W= F (cos α)S.

TRABAJO DE FUERZA VARIABLE

El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es:

𝑊 ≅∑𝑋 𝑖

𝑋 𝑓

𝐹 𝑥∆𝑥

Trabajo : área bajo la curva de fuerza vs. desplazamiento

A

B

Trabajo y energía cinética

El trabajo total realizado por fuerzas externas sobre un cuerpo se relaciona con el

desplazamiento de este (los cambios en su posición),pero también esta relacionado con los

cambios en la rapidez del cuerpo.

Deducción de la ecuación de energía

cinética

Consideremos una partícula: masa meje +x

F neta cte. dirigida hacia +x

a cte. Y esta dada por F=m

Al aplicar esto por m y sustituir ma por la F neta, obtenemos.

Energía cinética Igual que el trabajo, la energía cinética de una partícula es un

escalar; solo depende de la masa y la rapidez de una partícula, no de su dirección del movimiento.

La energía cinética nunca puede ser negativa, y es cero solo si la partícula esta en reposo

𝐾=12

𝑚𝑣2

Teorema de trabajo - energíaEl trabajo efectuado por la fuerza neta sobre una partícula es igual al cambio de energía cinética de la partícula:

Subrayamos que el teorema de trabajo- energía solo habla de cambios en la rapidez, no en la velocidad, pues la energía cinética no contiene información acerca de la dirección del movimiento.

Si el trabajo neto realizado sobre un

objeto es positivo, entonces su energía cinética aumenta.

Si el trabajo neto realizado sobre un objeto es negativo, entonces su energía cinética disminuye.

Si el trabajo neto realizado sobre un objeto es cero, entonces su energía cinética permanece constante.

Energía potencial.

Consideremos un cuerpo:Masa mEje yw(peso)=mg

Cae de una altura Desplazamiento y peso

Es la capacidad que tiene de producir trabajo debido a la posición en la que se encuentra.

Energía potencial gravitacional: La energía potencial gravitacional es la energía que posee un objeto, debido a su posición en un campo gravitacional. El uso mas común de la energía potencial gravitacional, se da en los objetos cercanos a la superficie de la Tierra donde la aceleración gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 m/s2 𝑈= h𝑚𝑔

Energía potencial Elástica:

La energía potencial elástica es energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico, tal como el estiramiento de un muelle. Es igual al trabajo realizado para estirar el muelle, que depende de la constante del muelle k así como la distancia estirada. La fuerzas requerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento.Puesto que la fuerza tiene la forma

F = -kxentonces, el trabajo realizado para estirar el muelle, a una distancia x es:

CONSERVACION DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Si solo la gravedad realiza trabajo

El teorema trabajo y energía dice que el trabajo total efectuado sobre el cuerpo es igual al cambio en su energía cinéticaSi la gravedad es la única fuerza que actúa, entonces:

FUERZA CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS

FUERZAS NO CONSERVATIVAS:No todas las fuerzas son conservativas. El trabajo realizado por una fuerza no conservativa no puede representarse con una función de energía potencial. Algunas fuerzas no conservativas, como la fricción cinética o la resistencia de fluidos hacen que se pierda o se disipe energía mecánica son fuerzas disipadoras.

FUERZA CONSERVATIVAS Y NO

CONSERVATIVAS

FUERZAS CONSERVATIVAS:Una característica fundamental de las fuerzas conservativas es que su trabajo siempre es reversible.Otro aspecto importante de las fuerzas conservativas es que un cuerpo puede moverse del punto 1 al punto 2 siguiendo varios caminos; pero el trabajo realizado por una fuerza conservativa es el mismo para todos.

PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA

ENERGIA

Igualando ambos trabajos, obtenemos la expresión del principio de conservación de la energía.

W= Sistema aislado con fuerzas conservativas.

La energía mecánica de la partícula (E) es la suma de la energía potencial mas cinética y es constante en todos los puntos de su trayectoria.E=K+U

La fuerza de rozamiento no es conservativa

El trabajo total a lo largo del camino cerrado A-B-A. es distinto es cero.

FUERZAS CONSERVATIVAS

El trabajo de la fuerza peso cuando la partícula se traslada de A hacia B, y a continuación cuando se traslada de B hacia a.

El trabajo total a lo largo el camino cerrado A-B-A es cero

El peso es una fuerza conservativa.

La fuerza que ejerce un resorte es conservativa

𝐹=−𝑘𝑥𝑈𝑟=

12

𝑘 𝑥2

POTENCIA

La potencia se define como: La rapidez con que se efectúa trabajo, es una cantidad escalar.La unidad de potencia es el watt.Si se realiza un trabajo en un intervalo el trabajo medio efectuado por unidad de tiempo o potencia media se define como:

𝑃𝑚𝑒𝑑=∆𝑊∆ 𝑡

(𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎) 𝑃= lim∆ 𝑡→ 0

∆𝑊∆ 𝑡

=𝑑𝑊𝑑𝑡

(𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎𝑛𝑒𝑎)