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Trabajo y energía

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Power Point

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Trabajo y energía

  1. 1. Trabajo y energía<br />Elena Mª Esteban Gil<br />Didáctica de las ciencias experimentales<br />Curso 2010-11<br />
  2. 2. Contenido<br />Trabajo realizado por una fuerza<br />Definición de trabajo<br />Producto escalar de dos vectores<br />Trabajo de una fuerza variable<br />Concepto de Energía<br />Energía cinética<br />Fuerzas conservativas: <br />Energía potencial<br />Trabajo hecho por un resorte<br />Potencia: Resumen<br />Resumen<br />
  3. 3. Trabajo realizado por una fuerza<br />Una fuerza realiza trabajo cuando modifica el movimiento de un cuerpo. Unidades [J]=[N.m]<br />F es el vector fuerza aplicado <br />al objeto.<br />Fs es la componente a lo largo<br />del desplazamiento.<br /> W=F·s<br />Integral<br />
  4. 4. Definición de trabajo<br />El trabajo W efectuado por un agente que ejerce una fuerza constante es el producto de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento y la magnitud del desplazamiento.<br />W = F scosq<br />W = F ∙ s<br />F<br />q<br />F cos q<br />s<br />
  5. 5. Producto escalar de dos vectores<br />El producto escalar de dos vectores A y B es una cantidad escalar igual al producto de las magnitudes de los dos vectores y el coseno del ángulo entre los dos vectores.<br /> A·B = ABcosq<br />Proyección de B sobre A<br />Proyección de A sobre B<br />A cos q<br />B<br />q<br />A<br />B<br />q<br />A<br />B cos q<br />
  6. 6. Trabajo de una fuerza variable<br />Fx<br />Fx<br />Área = DA = FxDx<br />Fx<br />Trabajo<br />x<br />x<br />xi<br />xf<br />xi<br />xf<br />Dx<br />El trabajo hecho por la fuerza Fx es el área del rectángulo sombreado.<br />El trabajo total es el área bajo la curva.<br />
  7. 7. Trabajo de una fuerza variable<br />Si la curva de la función Fxse divide en un gran número de intervalos, entonces el trabajo será igual a la suma de todos esos intervalos:<br /><ul><li>Unidades:</li></ul> [W] = [F][L] = N.m = Joule<br /> 1 J = 1 N.m<br />
  8. 8. El concepto de la Energía<br /><ul><li>Definiciones:
  9. 9. Capacidad para producir trabajo.
  10. 10. Puede adoptar distintas formas convertibles directa o indirectamente unas en otras: Radiación electromagnética, Energía Potencial, Energía Eléctrica, Energía Química (de enlace), Energía Cinética, Calor.
  11. 11. Cantidad absoluta:Energía, J, cal, kcal, kJ
  12. 12. Caudal: Energía/tiempo, J/s (W)
  13. 13. Flujo: Energía/(tiempo.superficies), W/m2
  14. 14. Específica: Energía/masa, J/kg </li></ul>Magnitudes <br />y<br />Unidades<br />
  15. 15. DX<br />F neta<br />Energía cinética<br />La energía cinética se define como:<br />Mide la capacidad que posee un cuerpo para realizar trabajo por el hecho de estar en movimiento.<br />¡Todo cuerpo en movimiento posee energía cinética!<br />El trabajo neto efectuado por una fuerza sobre un cuerpo es:<br />
  16. 16. Energía cinética<br />El TEOREMA DE LAS FUERZAS VIVAS establece que:<br />Trabajo hecho por una fuerza = Cambio en su energía cinética<br />El trabajo efectuado por la fuerza neta constante (Fneta) al desplazarse una partícula es igual al cambio en la energía cinética de la partícula.<br />
  17. 17. Fuerzas conservativas (FC)<br />Para una fuerza conservativa el trabajo realizado para ir de un punto A a un punto Bno depende del camino recorrido.<br /> Sólo depende del punto inicial a y del final b.<br />Podemos asignar una función a cada punto del espacio -> La energía potencial.<br />Otra definición: En una fuerza conservativa <br />el trabajo realizado en una trayectoria cerrada <br />es nulo.<br />
  18. 18. Ejemplos fuerzas conservativas<br />La fuerza de la gravedad<br /><ul><li>La fuerza elástica de un muelle</li></li></ul><li>Potencia<br />La potencia promedio se define como la cantidad de trabajo W hecha en un intervalo de tiempo Dt :<br />En términos más generales, la potencia es la tasa de transferencia de energía en el tiempo.<br />La potencia instantánea es el valor límite de la potencia promedio cuando Dt tiende a cero:<br />Además<br />
  19. 19. Unidades de potencia<br />La unidad de potencia es:<br /> [P] = [W]/[T] = J/s = watt = W<br />La unidad de medida en el sistema inglés, en cambio, es el caballode potencia(horsepower), o caballo de vapor<br /> 1 hp = 746 W<br />La unidad de energía puede definirse en términos de la unidad de potencia. Un kilowatt-hora es la energá consumida en una hora a una relación constante de 1 kW = 1000 Js<br /> 1kWh = (1000 W) (3600 s) = 3600000 J<br />
  20. 20. Resumen:<br />El trabajo realizado por todas las fuerzas se puede expresar como la variación de energía cinética<br />El trabajo realizado por todas las fuerzas conservativas es menos la variación de la energía potencial<br />EL trabajo realizado por las fuerzas no conservativas será:<br />¡Definimos la energía mecánica como la suma <br />de la cinética y la potencial!<br />
  21. 21. FIN DE LA PRESENTACIÓN<br />GRACIAS A TODOS<br />

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