Análisis de la relación entre el trabajo y otras formas de energía

La energía es la capacidad para desarrollar un trabajo. Algunas veces nos resulta extraño pensar que un objeto en reposo pudiera tener energía, sin embargo si ese objeto se encuentra en reposo a cierta altura y desde ahí se deja caer es capaz de realizar un trabajo. De la misma forma un trabajo desarrollado sobre un objeto cuando se le aplica una fuerza a lo largo de cierta distancia, es capaz de producir alguna manifestación de energía, por ejemplo el trabajo necesario para llevar un objeto hasta cierta altura se transforma en energía potencial, que es la energía de la posición, de la altura que tiene el objeto con respecto a una referencia. Igualmente, el trabajo de una fuerza para lograr producir una velocidad sobre un objeto, resulta de la transformación de ese trabajo en energía cinética, que es precisamente la energía de la velocidad.

En esta simulación computacional tendrás la oportunidad de analizar la relación entre el trabajo y las otras formas de energía. Por otra parte podrás analizar que el trabajo es producido por una fuerza y que a su vez acelera el cuerpo modificando su velocidad.

Instrucciones

1. Ingresa a la siguiente página:

http://phet.colorado.edu/sims/the-ramp/the-ramp_es.jar

Ahí encontrarás una simulación computacional que representa una persona tratando de mover un archivador. Abajo a la izquierda de la representación anterior aparece una ventana en donde se puede manipular el valor de la “Fuerza Aplicada (N)” por la persona sobre el archivero, y el botón “¡Adelante!” que sirve para iniciar la simulación. La fuerza aplicada también puede ser modificada mediante el “arrastre” de una flecha de color café claro que se encuentra entre la ventana anterior y la gráfica. La gráfica que se muestra registra en el eje vertical, las fuerzas, aplicada en café claro, de fricción en color rojo, de gravedad (peso) en color azul y de la pared al chocar en color amarillo.

Una disculpa no la termine por que no pude abrir la liga pero las preguntas si las conteste gracias.

Debajo de la gráfica hay dos botones, uno para presentar la gráfica de energía (Energía Gráfico) y el otro para presentar la gráfica de trabajo (Trabajo Gráfico).

En la columna de la derecha aparece el objeto que se moverá, en este caso corresponde a un “Archivador” de 100kg y con coeficiente de fricción . Debajo de esto aparece la posición inicial de la persona y el archivador, “Posición”, arrastra la flecha hasta que marque -6.0 metros para tener una mayor distancia para evaluar el trabajo en la simulación. Debajo del control de la posición aparece el control de la inclinación de la rampa “Angulo de Rampa”, mientras más grande sea ese valor, mayor será el valor de la altura del objeto al subir.

I. Energía

1. Haz clic en los botones “Energía Gráfico” y “Trabajo Gráfico” para que aparezcan respectivamente las gráficas de energía y de trabajo.

2. Arrastra el ajuste de la posición “Posición” a -6m para tener oportunidad de analizar en una distancia adecuada el movimiento.

3. Arrastra el control del ángulo de la rampa “Ángulo de Rampa” hasta que marque cero grados, con lo cual el objeto se deslizará sobre un plano completamente horizontal. Quedando como se muestra en la siguiente figura:

4. En la ventana para modificar la fuerza, que se encuentra a la izquierda de la gráfica asigna un valor de fuerza aplicada entre 10 y 20 Newton

5. Ahora haz clic al cuadrito a la izquierda de las palabra “Sin Fricción”, con esto al deslizarse el objeto lo hará sin que exista fuerza de fricción.

6. Haz clic al botón “¡Adelante!” y deja que pasen algunos segundos e interrumpe la simulación oprimiendo el botón “ Pausa”

7. Tomando el valor de la fuerza aplicada y de la distancia recorrida (recuerda que el movimiento inició en -6 m) calcula el trabajo desarrollado por la fuerza aplicada mediante

Ejemplo:

Para calcular la distancia recorrida, a la posición final le restamos la posición inicial, por ejemplo en la ventana anterior muestra una posición final de 4.35m y si la posición inicial era de -6m entonces

Distancia recorrida = 4.35m –(-6m) = 4.35m + 6m= 10.35m

8. Tomando el valor de la masa y de la velocidad que aparece a la izquierda y arriba en la simulación calcula la energía cinética mediante

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