FISICA

UNIDAD DOS

TEMA 1.

ENERGIA DE UN SISTEMA

PROBLEMA 4.

Una partícula de 0.600 kg tiene una rapidez de 2.00 m/s en elpunto (A) y energía cinética de 7.50 J en el punto (B). ¿Cuálesson a) su energía cinética en (A), b) su rapidez en (B) y c) eltrabajo neto invertido en la partículaconforme se mueve de(A) a (B)?

CONCEPTO

TRABAJO. James Clerk Maxwell, define el trabajo como el acto de producir un cambio en la configuración de un sistema, venciendo las fuerzas  que se  openen al cambio. La fuerza debe aplicarse en la dirección de desplazamiento y la fuerza no necesariamente debe ser constante. El trabajo produce un cambio de energía cinetica, debido al movimiento de un cuerpo que se mueve de forma acelerada y que sobre el actua una fuerza.

El trabajo cuando es realizado sobre un cuerpo por una fuerza constante F al ser desplazado una distancia r se puede definir como:

W= F*r= F r cos(θ).

En una dimensión el vector r se puede reemplazar por la distancia d, y de esta forma en una dimensión el trabajo realizado es de la forma,

W= F*d

 Esta formula es el producto entre dos vectores, (fuerza y desplazamiento). De las propiedades del producto  punto se tiene que el trabajo es igual a la multiplicación  de la magnitud de los vectores por el coseno del angulo que forman los dos vectores y se expresa  de esta forma.

W= F*d = d(Fcosθ)

Cuando el angulo es de 90° entre la fuerza y la dirección entonces no se efectua trabajo, y por lo tanto no hay cambio en la energía cinetica.

Cuando el angulo entre la fuerza y la dirección del movimiento es de 90°, la energía cinetica no presenta cambios y por ende no se efectua trabajo.

ENERGIA CINETICA. La energía es una cantidad escalar y sus unidades en el sistema internacional son los joule (julios) y se denotan con la letra j.

Un  joule equivale a:         1J=1Kg*.[pic 1]

La energía cineticca es la energía que tiene un cuerpo cuando se encuentra en movimiento. Su expresión es:

[pic 2]

La energía cinetica es proporcional a la velocidad al cuadrado, esto quiere decir que si aumenta  el doble la velocidad (rapidez) entoces aumenta cuatro veces la energía cinetica de un cuerpo. Pero si la velocidad es igual a cero, la energía cinetica es cero.

La energía cinetica es proporcional a la masa, eesto implica que si un cuerpo tiene mayor masa, este tendrá mayor energía cinetica a la misma velocidad.

El trabajo es igual en el cambio de la energía cinetica de un cuerpo. (teorema de trabajo y energía).

[pic 3]

TEMA 2. CONSERVACION DE LA ENERGIA

PROBLEMA 7

Una partícula de masa m = 5.00 kg se libera desde el punto (A) yse desliza sobre la pista sin fricción que se muestra en la figuraP8.4. Determine a) la rapidez de la partícula en los puntos (B)y (C) y b) el trabajo neto invertido por la fuerza gravitacional amedida que la partícula se mueve de (A) a (C).

CONCEPTO.

CONSERVACION DE LA ENERGIA.  Es la misma energía total (la suma de las dos energías, cinetica y potencial), se habla  de energía conservatoria cuando en ella se ejerce un trabajo y este no depende de la trayectoria.

ET = Ec + U.

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