¿Qué voy a aprender? | ¿Cómo lo voy a lograr? | ¿Para qué me sirve? |
A explicar los conceptos de: · Trabajo · Energía cinética y potencial · Principio de conservación de la energía
| · Aplicando los conceptos de movimiento y dinámica · Identificando las fuerza que realizan trabajo y las que no realizan trabajo en un cuerpo en reposo o movimiento | · Para poder establecer el propio que la energía no se destruye sino que se transforma. · Identificar las diferentes transformaciones de la energía que se suceden en nuestra vida diaria |
TRABAJO
En el lenguaje cotidiano, la palabra «trabajo» se asocia a todo aquello que suponga un esfuerzo físico o mental, y que por tanto produce cansancio. En física se produce trabajo sólo si existe una fuerza que al actuar sobre un cuerpo da lugar a su desplazamiento.
Energía
El término energía es probablemente una de las palabras propias de la física que más se nombra en las sociedades industrializadas. La crisis de la energía, el costo de la energía, el aprovechamiento de la energía, son expresiones presentes habitualmente en los diferentes medios de comunicación social. ¿Pero qué es la energía? La noción de energía se introduce en la física para facilitar el estudio de los sistemas materiales. La naturaleza es esencialmente dinámica, es decir, está sujeta a cambios: cambios de posición, cambios de velocidad, cambios de composición o cambios de estado físico, por ejemplo. Pues bien, existe algo que subyace a los cambios materiales y que indefectiblemente los acompaña; ese algo constituye lo que se entiende por energía.
Piensa y explica
1. Una fuerza pone en movimiento un objeto. Al producto de la fuerza por su tiempo de aplicación la llamamos impulso, el cual cambia la cantidad de movimiento del objeto. ¿Cómo llamamos a la cantidad de fuerza por distancia, y cuál es la cantidad que este producto hace cambiar?
2. Se necesita trabajo para levantar unas pesas, ¿cuánto más trabajo se requiere para levantarlas a una altura tres veces mayor?
3. ¿Qué requiere más trabajo: levantar verticalmente una carga de 10 kg hasta una altura de 2 m o una carga de 5 kg hasta una altura de 4m? explique
4. ¿Cuáles son las dos formas de energía mecánica?
5. Para cargar un camión, suele utilizarse una tabla entre el contenedor y el suelo, con el fin de subir la carga, desplazándola sobre la tabla. Responde:
a. ¿Cómo es la fuerza ejercida sobre la carga, con la tabla, comparándola con la fuerza ejercida para levantar sin utilizar la tabla?
b. ¿Cómo es el trabajo ejercido sobre la carga, utilizando la tabla , comparándolo con el trabajo para levantarla sin utilizar la tabla?
6. Un cuerpo se suelta en el punto D y sigue la trayectoria trazada. a. Si no se considera el rozamiento, ¿en qué punto tiene la máxima energía mecánica? Explique
b. Si se tiene en cuenta el rozamiento, ¿qué punto tiene la máxima energía mecánica?
APRENDAMOS HACIENDO
1. Calcule el trabajo que realiza una fuerza de 5 N sobre un bloque, para ángulos de 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° Y 180° . Grafique los resultados en plano Trabajo contra ángulo.
2. Una partícula se somete a una fuerza F que varía con la posición, como se ve en la figura. Determine el trabajo realizado por la fuerza sobre el cuerpo cuando éste se mueve: a) de x = 0 [m] a x = 5 [m], b) de x = 5 [m] a x = 10 [m], c) de x = 10 [m] a x = 15 [m], d) ¿cuál es el trabajo total realizado por la fuerza a lo largo de una distancia x = 0 [m] a x = 15 [m]?
R/ (a) 7,5 [J], b) 15 [J], c) 7,5 [J], d) 30 [J])
