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1. FACULTAD DE CIENCIAS DE LA
INGENIERÍA
PROGRAMA DE PREGRADO EN
INGENIERÍA CIVIL

2. EPIC
Tema:
Potencia y energía
Expositor:
Mg. Quintin Checnes Cayampi
FÍSICA I
Fecha : junio de 2022

3. EPIC
Imagen y/o vídeo de acuerdo al tema
(motivación - conflicto cognitivo - recojo de
saberes previos)
https://www.youtube.com/watch?v=tPNIkUn78U4

4. Contenidos de la sesión:
• Definición.
• Tipos de energía.
• Formas y propiedades de energía.
• Otras formas de energía.
• Energía cinética
• Ejercicios de aplicación.
• Potencia mecánica.
EPIC

5. Logro de la sesión:
Al término de la sesión el estudiante, será capaz de
entender y resolver problemas de energía y potencia.
EPIC

6. El trabajo existe en muchas formas, mientras que el calor solo en una. En el trabajo
de cualquier forma siempre participan dos: el sistema y la fuente de trabajo.
Ejemplo:
La mano del hombre (fuente de trabajo) comprime un resorte (el sistema)
Trabajo mecánico
Consideremos un cuerpo que es arrastrado sobre una mesa horizontal, sometido
a la acción de una fuerza F. Supongamos que F es constante y que el cuerpo se
desplaza a una distancia “d”, siendo “θ” el Angulo entre F y la dirección del
desplazamiento del cuerpo.
θ
F F
θ
d
B
A
Wᶠ = Fcosθ
1Nm = 1joule = 1J

7. Casos particulares
F
F
 Las fuerzas perpendiculares al movimiento no realizan trabajo, si θ =90°,
entonces Wᶠ = 0
mov
 Las fuerzas que tienen sentido opuesto al movimiento realizan trabajo
negativo, si θ = 180°, entonces Wᶠ = -Fd
mov

8. Casos particulares
F
F
 Las fuerzas que tienen la misma dirección y sentido del movimiento realizan
trabajo positivo, si θ = 0°, entonces Wᶠ = +Fd
mov
 Si la fuerza F y la dirección del vector desplazamiento forman un ángulo
obtuso (90° < θ < 180° ) entonces el trabajo realizado por la fuerza tiene signo
negativo. El signo negativo significa que la fuerza F se opone al movimiento
del bloque.
mov
θ

9. F2
Cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo en movimiento, el trabajo neto es el
que desarrolla la fuerza resultante o es la suma de los trabajos efectuados por
cada una de las fuerzas.
θ
WNeto = FRd
wNeto =W1 + W2 + W3 + …
d
F1
F3
 Si el trabajo neto es positivo el movimiento
es acelerado.
 Si el trabajo neto es negativo el movimiento
es retardado.
 Si el trabajo neto es nulo el movimiento es
con rapidez constante en módulo..

10. B
El trabajo realizado por el peso, F = mg, es independiente del trabajo que sigue
el cuerpo durante el movimiento, solo es necesario conocer el desplazamiento
vertical. El peso es una fuerza constante, para desplazamientos pequeños
comparado con el radio de la tierra.
Rtierra =6400 km Wᶠ = fd = (mg)h
A
F
g
F = mg
h
F

11. El trabajo realizado por la fuerza F es igual al área bajo la recta entre dos puntos
de su trayectoria.
50
x(m)
5
0
La variación de la fuerza F en módulo con la posición en el eje x.
A1
A2
10
F(N)
F
x

12. Actividad - 1
10N
80N
d = 5m
vom
Hallar el trabajo neto desde A hasta B en el gráfico mostrado. No existe
rozamiento (g = 10m/s²)
6kg
Resolución
En el eje horizontal
WNeto = FRd
WNeto = (80 – 10)5 WNeto = (70)5 WNeto = 350 J

13. Actividad - 2
A
En la figura el bloque de peso 18 N resbala sobre el plano inclinado desde
A hasta B. Calcular el trabajo realizado por el peso desde A hasta B.
6 m
Resolución
Cuando el bloque se desplaza de A hasta B,
el desplazamiento en la vertical es h = 6m
y la fuerza constante es F =18N
Wᶠ = FRd
F = mg
B
9 m Wᶠ = (18)(6)
Wᶠ = 108 J

14.  La energía se obtiene por combustión de los alimentos con el oxigeno que
respiramos.
 Los alimentos son una fuente de energía, con ella podemos realizar
actividades físicas (caminar, corre, bailar, escala montaña, hacer gimnasia,
etc.) y mantener el calor del cuerpo.
 La energía es necesaria para todas las actividades humanas.
 El fuego fue uno de los grandes inventos de nuestra civilización. La leña fue
el primer combustible usado por el hombre.
¿Pero qué es la energía?

15. Es todo aquello capaz de producir un trabajo mecánico o bien, provocar un cambio.
La energía fluye o se pierde o gana.

16. A continuación veamos algunos ejemplos:
 si llega el colectivo, es porque está utilizando energía química proveniente del
combustible.
 Si funciona la televisión, es porque estamos utilizando energía eléctrica
proveniente de la red. Si un árbol puede crecer, es porque está utilizando energía
proveniente del Sol.
 Finalmente caemos dormidos, continuamos utilizando energía química
almacenada en nuestro organismo para realizar las funciones vitales.

17. Energía Cinética
Potencial
Es la que tiene todo
cuerpo cuando está en
movimiento.
Es la que se encuentra
almacenada en los cuerpos
que están en reposo.

18. Propiedades de la
energía
 Mecánica
 Química
 Térmica
 Radiante
 Nuclear
 Eléctrica
 Se transforma
 Se conserva
 Se transfiere
 Se degrada
Formas de la
energía

19. Energía
secundaria
Es toda forma de
energía que se
encuentra
disponible en la
naturaleza.
Es el conjunto de
productos
energéticos que
han sido
transformados
para su utilización.
Energía primaria
Según el estad de transformación.

20. No renovable
Eólica
Energía primaria
La energía primaria es posible clasificarla de acuerdo al tiempo que tardan en regenerarse:
Renovable
Solar Hídrica Biomasa Geotérmica Carbón Uranio
nuclear
Petróleo Gas
natural

22. Hablar de la energía cinética es pensar en todo aquel cuerpo que posee
movimiento, así sea una persona caminando, corriendo, un autobús, un ave en
pleno vuelo, la corriente del agua de un río, las olas del mar, un disco que gira,
un perro persiguiendo algún objeto, prácticamente todo aquello que esté en
movimiento recibe el nombre de energía cinética.
Aunque los cuerpos se muevan en una sola dirección (traslación) o en giros
(rotación) o en combinación de ambos son una expresión de la energía cinética.

23. Para poder relacionar la fórmula de la energía cinética, es necesario observar
que variables influyen en la fórmula:
Ec =
1mv²
2
Donde:
Ec = Energía cinética (medida en joules)
m = masa del objeto (medida en kg)
v = velocidad del objeto (medida en m/s)
La energía cinética de un objeto, surge del trabajo neto
realizado sobre el. Esto se puede ver en el ejemplo de
usar una fuerza neta constante para acelerar una masa
desde el reposo hasta una velocidad final.

24. Actividad - 3
Ec =
1mv²
2
Donde:
Calcular la energía cinética que lleva una bala de 0.008 kg si su
velocidad posee una magnitud de 520 m/s.
v = 520 m/s
m = 0.008 kg
Ec =?
m =0.008kg
v = 520 m/s
Ec =
Ec =
1(0.008kg)(520m/s)²
2
1(0.008kg)(270 400m²/s²)
2
Ec =
Ec =
1(0.008kg)270 400m²/s²
2
2
2163.2 kgm²/s²
Ec =1081.6 kgm²/s²
Ec = 1081.6 J

25. Actividad - 4
Ec =
1mv²
2
Donde:
Se sabe que a un cuerpo para que pueda escapar de la atracción terrestre y
alejarse definitivamente de nuestro planeta se le debe comunicar una rapidez de
11.2 km/s (segunda rapidez cósmica). Si el cuerpo es de 5kg, ¿cuánta energía
cinética se le debe comunicar?
Ec =?
m = 5kg
v = 11.2km m/s
Ec =
Ec =
1(5kg)(11.2km/s)²
2
1(5kg)(11.2x10³m/s)²
2
Ec =
Ec =
1(5kg)(125.44.2x10⁶m²/s²
2
2
627.2x10⁶ kgm²/s²
Ec =313.6x10⁶ kgm²/s²
Ec = 313.6x10⁶ J

26. Actividad - 5
Ec =
1mv²
2
Donde:
¿Cuál es la energía cinética de un balón de basquetbol si pesa 11 N y lleva una
velocidad de magnitud de 26 m/s.
Ec =?
m = ?
v = 26 m/s
m =
m =
P
g
11 N
Ec = 371.8 J
Ec =
1(1.1kg)(26m/s)²
2
2
743.6 kgm²/s²
Ec =
(1.1 kg)(676m²/s²)
Ec =
v = 26m/s
P = 11N
Hallando m
P = mg
10m/s²
m = 1.1 kg
Sustituyendo en la formula
Ec =
1mv²
2
2

27. Es una magnitud física escalar, que nos expresa la rapidez con la cual se
desarrolla trabajo. También se le puede definir como la energía que se transmite
por unidad de tiempo.
Y sus unidades en el sistema internacional se miden en watts (W), en honor al
escocés James Watt (1736 – 1819), el Watt significa un trabajo de Joule
realizado en un segundo.
Donde:
P = potencia en J/s = Watts = W
T = trabajo realizado en Joules (J)
t = tiempo en que se realiza el trabajo en segundos (s)
El Watts o vatio es la unidad de medida de la potencia que nos expresa 1J de trabajo
realizado por una maquina cada 1 s de funcionamiento.
P =
W
t
P =
T
t

28. Otra forma de expresar a la potencia es mediante la siguiente fórmula:
Donde:
P = potencia en J/s = Watts = W
F = Fuerza N
v = velocidad (m/s)
En esta expresión podemos conocer la potencia si conocemos la magnitud de la
velocidad que adquiere un cuerpo u objeto, misma que tendrá una dirección y sentido
igual a la de la fuerza que recibe.
P = Fv

29. Actividad - 6
P =
T
t
Donde:
Calcular la potencia de una grúa que es capaz de levantar 80 bultos de cemento hasta una
altura de 2.5 metros en un tiempo de 4 segundos, si cada bulto tiene una masa de 60 kg.
P =?
m = 4800kg
h = 2.5 m
P =
T
t
P =
P =
Fd
t
4s
P =
(48 000kg m/s²)(2.5m)
P = 30 000 W
t = 4 s
Trabajo sabemos que es el producto
de la fuerza por distancia, entonces:
t = 4s
m = 60 kg
h = 2.5 m
(4800 kg)(10m/s²)(2.5m)
4s

30. Actividad - 7
P =
T
t
Donde:
Calcular el tiempo que requiere un motor de un elevador cuya potencia es de 48 500 W,
para elevar una carga de 6 450 N hasta una altura de 70 m.
P =48 500 W
F = 6450N
h = 70 m
P =
T
t
t =
t =
Fd
P
48500 W
(6450N)(70m)
t =
451 500Nm
P = 9.3 S
t = ?
Fuerza y distancia(trabajo).
Fd
t
Despejando tiempo.
P =
48 500 W
t =
451 500 J
48 500 J/s

31. Elegir un (celular, lapicero, botella, pulóver, vaso de tecnopor, frasco, etc.) e investigar
qué recursos naturales dieron origen a ese objeto.
Para finalizar: elegir un recurso y responder ¿qué importancia tiene ese recurso para
usted y su familia?.
Subir al blackboard por mensaje.

32. Mg. Quintin Checnes Cayampi