Energía Definición de trabajo Unidad SI: el julio (J) caloría (4,184 J) Trabajo de la fuerza gravitatoria En caída W = mgh En horizontal W = 0 En plano inclinado W = mgh Trabajo de la fuerza centrípeta W = 0
Fuerzas conservativas Energía cinética Fuerzas conservativas constante Ejemplos: fuerza gravitatoria fuerza elástica
Montaña rusa. En A, el carricoche (en reposo) sólo tiene energía potencial. En B ha transformado toda su energía potencial en cinética. En C ha vuelto a transformar la mayor parte de su energía cinética en potencial, aunque le queda un remanente para seguir moviéndose.
La fuerza elástica y el movimiento armónico -El muelle Ley de Hooke: F = -k x Pulsación: ω = (k/m)1/2 Frecuencia: f = ω/2π = (k/m)1/2/2π Ecuación del movimiento: x = A sen(ωt+φ0) Movimiento armónico: la frecuencia f es independiente de la amplitud A
a) Muelle en situación de reposo a) Muelle en situación de reposo. La masa m se encuentra en situación de reposo en el mínimo de la energía potencial. b) Se ha perturbado el estado de equilibrio alargando el muelle y llevando la masa m a otra posición. El muelle ejerce sobre la masa una fuerza que tiende a restaurar el equilibrio generando un movimiento oscilatorio alrededor de dicha posición de equilibrio.
X = A sen(ω t) x -A Período t v -Aω t a -Aω2 t
-El péndulo Para ángulos pequeños: sen θ ≈ θ ω =(g/L)1/2 T = 1/f = 2π/ω = 2π(L/g)1/2 Movimiento armónico: período independiente de la amplitud El movimiento es independiente de la masa que oscila
Péndulo simple
Curva de energía potencial Curva de energía potencial. La fuerza que deriva de esta energía potencial es repulsiva do 0 a xm, atractiva entre xm y x0 y repulsiva, de nuevo, para x > x0 . Están dibujados los puntos de retorno para diversos valores de la energía y estados iniciales. U1 es la energía potencial para x→∞.
Curva de la energía potencial de interacción en la molécula de NaCl.
Potencia Definición Unidades: vatio = julio/segundo (W) Potencia metabólica