Video: All of the energy in the universe is - George Zaidan and Charles Morton ¿Cuál es la idea central del video? ¿Qué ideas presentadas en el video ya conocían? De los conceptos (ideas) presentados, cuales conocen? – que expliquen Calor – energia potencial elastica – energia cinetica – energia potencial quimica – transformación de la energía

La Energía La energía se puede manifestar de distintas formas: Energía Térmica Energía Radiante Energía Química Energía Nuclear Energía Mecánica … La energía se transforma entre las distintas formas, pero la energía total siempre se conserva! Existen muchos tipos de energia Termica: energia que se transfiere cuando 2 cuerpos de distintas Ts se ponen en contacto y transfieren calor. La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor. Radiante: ondas electromagneticas Quimica: se genera por los enlaces entre atomos y particulas que forman substancia – alimentos nos proporcionan esa energia – reacciones químicas Nuclear: nucleos de atomos se rompen o se unen – beneficio o destrucción -> usinas nucleares (fisión de uranio, no renovable), interior de estrellas (fusion de hidrogeno – podria ocuparse en usinas?) Mecánica: movimiento y posición (cuando tiene condición de realizar trabajo) Conversar sobre fuentes de energía en la Tierra: viene del Sol y de la Tierra (fosiles, se transforma y no se renueva) -> eolica y solar sí! Energia oscura: casi 70% del universo está compuesto de ella -> produce presión que hace con que el universo se expanda acelerado -> solo interacciona con la gravedad

La Energía Mecánica total Energía Cinética + Energía Potencial: EM = K + Ug + Ue Energía asociada al movimiento y posición de los cuerpos Si no hay roce u otro mecanismo de transformación, la energía mecánica se conserva: EM = Ec + Eg + Ee = constante

Laboratorio de conservación de la energía mecánica Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Grupo 6 y1 (m) 0,34 0,558 0,5 0,405 0,253 0,45 h (m) 0,74 0,754 0,796 0,41 0,8 0,78 m (kg) 0,0217 0,0163 0,0963 d (m) 0,69 0,44 0,83 0,65 0,463 0,84 Etotal (J) 0,0723 0,16 0,127 0,0635 0,0404 0,0719 vB (m/s) 24,73 3,84 15,58 2,81 3,506 2,969 tB-C 0,39 0,4 0,28 0,61 a (m) 9,64 1,482 6,632 46,3 1,185 Que tipo de energia tiene la pelota en A? Y en B? Y en C? Energia mecanica total se conserva? – se disipa por el roce, en forma de calor (energía térmica) Por que el alcance calculado es mayor que el medido? Roce, ángulo de salida en B Y si tirara desde más abajo? Y de más arriba?

Existe alguna relación entre el trabajo y la energía? La unidad del trabajo es la misma unidad de la energía: Joule La energía es la capacidad de realizar trabajo Trabajo es el modo en que los cuerpos intercambian energía cuándo existe una fuerza que provoca desplazamiento Cuándo se realiza trabajo, se produce una variación de energía -> Trabajo es la energía en movimiento Presentamos la energía como la capacidad de un cuerpo de modificar su entorno. La palabra "modificar" incluye muchas cosas: iluminar, calentar,....moverse. El trabajo desarrollado por una fuerza es en último término producido por algún tipo de energía. Dicha energía se transforma en trabajo, de ahí que compartan la misma unidad de medida el Julio (J.). Pensemos en el Principio de Conservación de la Energía Mecánica. ¿Sólo es aplicable a la caída libre? Si fuéramos capaces de tener en cuenta todas las transformaciones energéticas tanto en otras formas de energía (calor, luz, cinética...) como en trabajo que tienen lugar en un proceso, podríamos generalizar el Principio de Conservación de la Energía. Para que un cuerpo trabaje debe existir algún tipo de propiedad en el cuerpo que pueda ser utilizada y originar un trabajo, dicha propiedad se denomina energía.

Trabajo y Energía Cinética ¿Cómo relacionamos trabajo y energía cinética? Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza que le provoca un desplazamiento en su misma dirección, el trabajo desarrollado coincide con la variación de energía cinética que experimenta el cuerpo W = Kfinal - Kinicial

Trabajo y Energía Potencial ¿Cómo relacionamos trabajo y energía potencial gravitatoria? Si sobre un cuerpo actúa una fuerza vertical que le provoca un desplazamiento en la misma dirección con velocidad constante, el trabajo desarrollado coincide con la variación de energía potencial gravitatoria que experimenta el cuerpo W = Ug_final – Ug_inicial

La potencia ¿Qué significa la potencia de un auto? Maserati Ghibli 410 CV de potencia (≈300.000W) 0 a 100km/h en 4,8s Toyota Yaris 69 CV de potencia (≈50.700W) 0 a 100km/h en 15,3s

La potencia eléctrica ¿Qué significa la potencia de un electrodoméstico? 1800W 2000W Antes de pasar a la siguiente diapositiva: “Entonces, ¿con qué tiene relación la potencia? – realizar algo más rapido” ¿Cuál hervidor calienta un litro de agua en menos tiempo?

La potencia mecánica Para medir la rapidez con que se realiza un trabajo, se define la potencia La potencia mecánica también se entiende como la rapidez con la cual se usa la energía Unidad para Potencia: Joule / segundo = Watt Relacionar con el auto y con el hervidor nuevamente (veiculo y hervidor con más potencia) Auto: que es lo que le da más pitencia? Cilindrada – motor (que significa 1,6 y 2,0?) – valvulas Impacto sobre el gasto: consumo de bencina

Ejemplos Una lavadora permanece en funcionamiento durante 25 minutos. Si la potencia de la lavadora es de 2000W y la empresa de energía cobra el kWh a $295, determina: la energía consumida por la lavadora en kWh el costo de mantener la lavadora en funcionamiento durante los 25 minutos. Cuanta energia transfiero por unidad de tiempo En los 25 minutos que la lavadora funciona consume 5/12 kWh y cuesta aproximadamente $ 123 (% 122,91666...) por concepto de funcionamiento.

Ejemplos María tiene una masa de 58 kg y se encuentra a 10 m de altura. Posteriormente sube hasta los 40 m. ¿Qué trabajo realizó su peso? (g = 10 m/s2) Francisco tira un elástico con una fuerza de 300 N y logra estirarlo 40 cm. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza sobre el elástico?

Ejemplos El papá de Tomás quiere mover un mueble con libros y lo arrastra por el suelo sin roce. La masa del sistema mueble-libros es 85kg y el papá de Tomás consigue desplazarlo por 1,3m. Calcula la rapidez que alcanza el mueble en el instante antes de detenerse si el trabajo realizado por la fuerza es 8J.

¿En cuál de las siguientes situaciones el trabajo es mayor? Un camión de 5 toneladas que circula a 40km/h y disminuye su rapidez a 10km/h. Una moto de 200kg que se mueve a 80km/h aumenta su rapidez a 120km/h

¿En cuál de las siguientes situaciones el trabajo es menor? Un paracaidista de 75kg que salta desde una altura de 3000m hasta que llega al suelo. Una grúa que baja desde una altura de 60m un trozo de hormigón de 2 ton hasta el suelo.

Resumen La energía se transforma entre sus distintas formas, pero la energía total siempre se conserva La energía mecánica es la asociada al movimiento y posición de los cuerpos. Si no hay roce u otro mecanismo de transformación, la energía mecánica se conserva: EM = K + Ug + Ue = constante Cuándo se realiza trabajo, se produce una variación de energía -> Energía es la capacidad de realizar trabajo La potencia mide la rapidez con que se realiza trabajo o se utiliza la energía