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Energía Capacidad de un sistema físico para provocar cambios en él mismo o en otros Hay muchas formas de energía y son interconvertibles Pero en cualquier.

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Presentación del tema: "Energía Capacidad de un sistema físico para provocar cambios en él mismo o en otros Hay muchas formas de energía y son interconvertibles Pero en cualquier."— Transcripción de la presentación:

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3 Energía Capacidad de un sistema físico para provocar cambios en él mismo o en otros Hay muchas formas de energía y son interconvertibles Pero en cualquier proceso dentro de un sistema aislado la cantidad de energía permanece constante

4 Energía Formas Cinética : definida por la velocidad Potencial : Definida por la posición o situación Interna : Definida por la composición y estado

5 Energía Transferencias Un sistema físico puede aumentar su capacidad de producir cambios Recibiendo energía de otro sistema Un sistema físico puede disminuir su capacidad de producir cambios Dando energía a otro sistema Intercambio de energía en forma de TRABAJO CALOR

6 El Trabajo Aquí nos referimos al trabajo como magnitud física TRABAJO (W) FUERZAS (F) DESPLAZAMIENTO ( X) Esto se llamaba empleo …

7 A MÁS fuerza MÁS trabajoA MÁS desplazamiento MÁS trabajo Unidad: (unidad de fuerza) por (unidad de desplazamiento) Newton metro Julio x W = F· x El Trabajo

8 Este producto de vectores se llama producto escalar W = F· x vector escalar El Trabajo

9 Esta es la componente que provoca el movimiento Esta es la componente que realiza el trabajo El Trabajo

10 El baúl de la figura pesa 4 N y es arrastrado en una distancia horizontal de 24 m por una cuerda que forma un ángulo de 60º con el suelo. Si la tensión en la cuerda es de 8 N, ¿Cuál es el trabajo realizado por la cuerda? Fuerza constante Fuerza y trayecto forman 60 º Hemos hecho un trabajo de 96 J sobre el baúl, le hemos transferido 96 J de energía El Trabajo

11 Fuerza constante Fuerza y trayecto forman 60 º Fuerza constante rozamiento Fuerza y trayecto forman 180 º FrFr Trabajo neto: la suma de los anteriores O trabajo de la fuerza resultante (la componente horizontal) El Trabajo total Ahora arrastramos 24 m el baúl de 4N de peso con una cuerda que forma un ángulo de 60º con el suelo. El coeficiente de rozamiento 0,4. Si la tensión en la cuerda es de 8 N, ¿Cuál es el trabajo realizado con la cuerda?¿Y por el rozamiento? ¿Y en total?

12 El rozamiento ha hecho un trabajo negativo, es decir esa fuerza quita energía al baúl FrFr Tirando con la cuerda hacemos un trabajo de 96 J sobre el baúl Al moverse el rozamiento hace un trabajo de -38,4 J sobre el baúl En neto hemos hecho (96 – 38,4) J de trabajo sobre el bául Gana energía Pierde energía En neto gana energía El Trabajo

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14 4 4 F (N) X(m) Un cuerpo se desplaza 4 m aplicando una fuerza cuyo valor cambia con el desplazamiento según la figura. La fuerza siempre va en la dirección del desplazamiento. El trabajo viene dado por el área bajo la curva, que es una circunferencia

15 F Energía Cinética Aplicamos la FUERZA Provocamos movimiento Hacemos TRABAJO Cambia velocidad del baúl Damos ENERGíA al baúl Sigue moviéndose con velocidad V 2 Va moviéndose con velocidad V 1 Relación entre trabajo aplicado y cambio de velocidad ¿ ?

16 F Sigue moviéndose con velocidad V 2 Va moviéndose con velocidad V 1 Trabajo realizadoDesplazamientoLey de Newton Energía Cinética

17 F Sigue moviéndose con velocidad V 2 Va moviéndose con velocidad V 1 Teorema de las Fuerzas Vivas A esto se le llama E EE Energía cinética Al realizar trabajo sobre un cuerpo aumentamos su Energía Cinética Si la Energía Cinética de un cuerpo disminuye Cede Trabajo Energía Cinética: Fuerzas vivas

18 Energía Potencial Trabajo que hacemos al subir el cuerpo α mg mgsenα F Sin rozamiento Debemos hacer una fuerza h d Trabajo que realiza F Hacemos el mismo trabajo que si subiéramos el cuerpo verticalmente NO ES CASUALIDAD

19 Energía Potencial peso Trabajo que hace el peso al subir el cuerpo α mg mgsenα Sin rozamiento h d PESO Trabajo que realiza el PESO El peso hace el mismo trabajo que si se sube el cuerpo verticalmente NO ES CASUALIDAD 180º

20 Energía Potencial El trabajo no depende del camino seguido por la fuerza peso La fuerza gravitatoria es una fuerza CONSERVATIVA La fuerza elástica es una fuerza CONSERVATIVA La fuerza eléctrica es una fuerza CONSERVATIVA NO ES El rozamiento NO ES una fuerza CONSERVATIVA

21 Energía Potencial Las fuerzas conservativas dan lugar a la ENERGÍA POTENCIAL Estado 1Estado 2 Trabajo de la fuerza conservativa - - Variación de la Energía potencial Si el sistema da trabajo (W>0) es porque disminuye su Energía Potencial Si el sistema recibe trabajo (W<0) aumenta su Energía Potencial mg Subimos el cuerpo venciendo su peso El cuerpo baja por su peso

22 F h1h1 h2h2 El baúl de masa m sube a velocidad constante Desde una altura h 1 Desde una altura h 2 Trabajo realizado por la fuerza F : Energía Potencial gravitatoria sobre el cuerpo Energía Potencial El trabajo hecho sobre el cuerpo ha aumentado su Energía Potencial

23 F h1h1 h2h2 Energía Potencial y cinética Aumenta con la altura Esta expresión solo sirve cerca del suelo (g no es constante) variaciones Solo podemos calcular variaciones de energía potencial Pero se suele tomar una referencia de energía potencial Se toma como referencia el suelo Si decimos que un cuerpo tiene una Energía potencial de 5 J Significa que tiene una Energía potencial 5 J más que si estuviera en el suelo

24 Energía Potencial y cinética F(N) x(m) x1x2 HACEMOS Trabajo que HACEMOS sobre el muelle K·x 1 K·x 2 Estiramos el muelle con una fuerza externa Área bajo la gráfica entre X1 y X2 Al área grande El área pequeña Le resto Definimos la Energía Potencial

25 Energía Potencial y cinética Solo hay fuerzas conservativas Teorema de fuerzas vivas Igualamos Si aumenta la energía cinética disminuye la potencial La suma de Energía cinética y potencial se mantienen constante Si solo actúan fuerzas conservativas

26 Energía Potencial y cinética La suma de Energía cinética y potencial se mantienen constante Si solo actúan fuerzas conservativas

27 Energía Potencial y cinética ¿Y si también actúan fuerzas NO conservativas ?

28 Energía Potencial y cinética V=40 m/s 70 m ¿ ? ¿ Cuánta energía se pierde en la subida del cuerpo ?

29 Energía Potencial y cinética Un cuerpo es impulsado por un resorte como muestra el esquema de la figura. Considerando que el rozamiento es despreciable en el primer tramo, hasta llegar a B. Hallar: a- La compresión del resorte para la cual se deja libre la masa si pasa por el punto A con la mínima velocidad posible. b - El trabajo de la fuerza de rozamiento si es apreciable desde B en adelante, y el cuerpo llega justo hasta el punto C Datos: R = 1m m = 2 kg k = 200 N/m

30 Energía Potencial y cinética Sobre una superficie horizontal sin rozamiento, un resorte de constante elástica k = 0,3 N/m está comprimido 10 cm entre dos masas de 0,5 kg y de 1 kg. Si dejamos de comprimir el resorte: a) ¿Cuál es la energía cinética de los dos cuerpos después de separarse del resorte? b) ¿Cuál es la energía cinética de cada cuerpo?


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