Desarrollo de síntesis de los conceptos básicos de cinemática y dinámica

INDICE

• Introducción

• Desarrollo de síntesis de los conceptos básicos de cinemática y dinámica

• Justificación

• Preguntas generadoras

• Conclusiones

• Bibliografías

El presente trabajo que se realizara describimos un análisis alterno del movimiento de una partícula en términos de la cantidad de energía y cantidad de movimiento. Su importancia radica en que se conservan. Esto es, en circunstancias bastantes generales permanecen constantes. El que esas cantidades se conserven, no solo nos da una perspectiva más profunda de la naturaleza del mundo, sino también nos proporciona otro método para resolver problemas prácticos.

Las leyes de conservación de energía y cantidad de movimiento tienen especial valor para manejar sistemas con muchos objetos en los que sería difícil tomar en cuenta las fuerzas que intervienen.

Este trabajo está dedicado al importantísimo concepto de energía, y al concepto de trabajo estrechamente relacionado, que son cantidades escalares, con frecuencia es más fácil su manejo que en las fuerzas vectoriales. La energía debe su importancia a dos aspectos. Primero, es una cantidad que se conserva. Segundo, la energía es un concepto que no solo es útil en el estudio del movimiento, sino en todas las áreas de la física, y también de otras ciencias.

Termodinámica es el nombre que se al estudio de procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. Se define al calor como una transferencia de energía debida a una diferencia de temperatura, mientras que el trabajo es una transferencia de energía que no se debe a una diferencia de temperatura.

TRABAJO Y ENERGÍA

La palabra trabajo tiene diversos significados en el lenguaje cotidiano. En física se le da un significado muy específico para describir lo que se logra mediante la acción de una fuerza, cuando hace que un objeto cierta distancia. En forma específica, el trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento.

Se puede ejercer una fuerza sobre un objeto sin hacer trabajo. Por ejemplo, si se sujeta una pesada bolsa de provisiones en las manos, sin movimiento, no se efectúa trabajo sobre ella. Se puede cansar, y en realidad los músculos gastan energía, pero como la bolsa no se mueve a cierta distancia, el desplazamiento es cero y el trabajo W=0.

ENERGIA CINETICA:

La energía es uno de los conceptos más importantes en la ciencia. La energía en la forma tradicional la podemos definir “capacidad de efectuar trabajo”.

Se puede definir a la energía como la capacidad para efectuar trabajo. Tanto el trabajo como la energía se mide en joules (1 J=1 N.m) en unidades SI.

Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo.

Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento; es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo.

Por ejemplo, si una bolita de vidrio de 5 gramos de masa avanza hacia nosotros a una velocidad de 2 km / h no se hará ningún esfuerzo por esquivarla. Sin embargo, si con esa misma velocidad avanza hacia nosotros un camión, no se podrá evitar la colisión.

ENERGIA POTENCIAL: se considera ahora la situación de un cuerpo que se elevara verticalmente desde una altura dada hasta otra superior, se tuvo que aplicar una fuerza para vencer la fuerza que lo atrae hacia abajo. En este caso, el cuerpo no adquiere energía cinética, puesto que su velocidad final es cero. Sin embargo el trabajo que se hizo sobre el cuerpo se convirtió en energía de otra clase, conocida como energía potencial gravitacional, que al igual que la energía cinética es susceptible de ser convertida nuevamente en trabajo.

La energía que adquiere un cuerpo debido a su movimiento hacia arriba o hacia abajo, se denomina energía potencial. Se dice que el cuerpo tiene energía potencial gravitacional porque para moverlo se requiere vencer la atracción gravitacional. Si se considera un punto de referencia para medir las alturas, para elevar el cuerpo se necesita trabajo, mientras que para bajarlo, es la atracción gravitacional la que ejerce el trabajo. La palabra potencial se utiliza porque el cuerpo es potencialmente capaz de realizar trabajo al regresar desde la posición elevada a su posición de origen.

Fuerzas conservativas:

Las fuerzas (como la gravedad o las fuerzas elásticas) que cuando quitan energía cinética al cuerpo no la transforman en calor (irrecuperable), sino que la transforman en energía potencial, que puede transformarse nuevamente en cinética si se deja a la fuerza actuar libremente sobre el cuerpo, reciben el nombre de fuerzas conservativas.

TEOREMA DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA:

Ley de a conservación de la energía: en cualquier proceso, la energía total ni aumenta ni disminuye. La energía se puede transformar de una forma a otra, y transferir de un cuerpo a otro pero la cantidad total permanece constante.

Para sistemas mecánicos en los que intervienen fuerzas conservativas, se puede deducir esta ley a partir de las leyes de Newton, y por lo tanto equivale a ellas, se propuso a mediados del siglo XIX, se ha encontrado que la ley de la conservación de la energía es válida en todo caso experimental ensayado hasta ahora.

En física la palabra conservación quiere decir una cantidad que permanece estrictamente constante. Para aclarar podemos decir que la energía sí se conserva. La ley de la conservación de la energía se puede enunciar:

EC + EP = constante

Esto es la suma de las energías cinética y potencial de un objeto o sistema de objetos, que se llama energía mecánica total, permanece constante.

EQUIVALENCIA MASA – ENERGÍA: la masa y la energía se pueden considerar como dos aspectos de la misma cosa y la ley de la conservación de energía tendría una nueva formulación: la energía no puede

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