Post on 22-Jan-2016
TRABAJO Y ENERGÍA
TRABAJO
Trabajo realizado por una fuerza permanente es igual al producto de la fuerza aplicada por el espacio que se desplaza el punto de aplicación de la fuerza y por el coseno del ángulo que forman la dirección de la fuerza y la dirección del desplazamiento
W = f · ∆x · cos αW = 450 · 5 · cos 38º
5 m
La realización de un trabajo implica: Un desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza, y por tanto del cuerpo que recibe la fuerza.
Si no hay desplazamiento del objeto que recibe la fuerza no hay trabajo
La realización de un trabajo implica: Una fuerza
Si no hay fuerza no hay trabajo
El trabajo realizado por una fuerza depende del ángulo que forman la dirección de la fuerza y la dirección del desplazamiento :
En este caso las direcciones son paralelas: α = 0 cos α = 1
El trabajo realizado por una fuerza depende del ángulo que forman la dirección de la fuerza y la dirección del desplazamiento :
En este caso las direcciones son perpendiculares: α = 90º cos α = 0
Unidades del trabajo W = F· ∆x·cos α Sistema F:
Fuerzax: Longitud
W: Trabajo
S.I. 1 N newton
1m metro
1 J julio
c.g.s. 1 D dina
1 cmcentimetro
1 erg ergio
Julio : Es el trabajo realizado por la fuerza de un newton al desplazar un cuerpo un metro.
Ergio : Es el trabajo realizado por la fuerza de una dina al desplazar un cuerpo un centímetro.
ENERGÍA
Es la capacidad de un sistema para realizar un trabajo.
Las pilas tienen energía pueden realizar el trabajo de mover el coche.
ENERGÍA
Es la capacidad de algunos cuerpos por la cual pueden producir cambios en otros cuerpos o en si mismos.
Energía cinética
Es la energía que tiene un cuerpo en función de su velocidad. Es una energía en acción, mientras el cuerpo se mueve.
Energía cinética
Un cuerpo que va a mayor velocidad tiene más capacidad para realizar un trabajo; por ejemplo, si una bola de billar impacta con otra que está parada, ésta sufrirá una aceleración tanto mayor, cuanto mayor sea la velocidad y la masa de la bola que provoca el impacto.
Para la misma masa; a mayor velocidad, mayor Energía cinética, es decir, mayor capacidad para realizar el trabajo de desplazar el bolo.
Para la misma velocidad; a mayor masa, mayor Energía cinética, es decir, mayor capacidad para realizar el trabajo de desplazar el bolo.
Energía cinética fórmula y unidades
Masa Rapidez Energía: Capacidad para realizar trabajo
Mv EcV Ec
M v Ecm Ec
Ec = ½ ·m· v2
Unidades de la energía: Las mismas que las del trabajo.
Energía potencial gravitatoria
Es la energía que tiene un cuerpo en función de su posición respecto al “suelo”. Es una energía en potencia.
Energía potencial gravitatoria
Si el acróbata cae desde mayor altura sobre uno de los brazos de la palanca, a mayor altura lanza al otro acróbata, luego mayor trabajo realiza.
Para la misma masa; a mayor altura, mayor Energía potencial, es decir, mayor capacidad para realizar el trabajo de deformar la lata.
Para la misma altura; a mayor masa, mayor Energía potencial, es decir, mayor capacidad para realizar el trabajo de deformar la lata.
Energía potencial fórmula y unidades
Masa altura Energía: Capacidad para realizar trabajo
Mh EpH Ep
M h Epm Ep
Ep = m·g·h
Unidades de la energía: Las mismas que las del trabajo.
La Energía potencial se puede considerar como “trabajo almacenado”
El señor hace un trabajo: F·x, La pesa sube y gana Ep
La pesa, arriba, tiene Ep y puede hacer un trabajo
El señor ata el bote a la cuerda, en el suelo
Al dejar caer la pesa, pierde su Ep y realiza el trabajo de subir el bote
Energía mecánica = Ec + Ep
Six Flags Great Adventure, Jackson, Nueva Jersey. EEUU
FORMAS DE MANIFESTARSE LA ENERGÍASistemas con capacidad de trabajo Trabajo observado en
MECÁNICACinéticaPotencial gravitatoria
Un cuerpo con velocidadUn cuerpo situado a una altura
Cuerpos en movimiento: automóviles, pelotas, bolas de billar, balas, La caída de los cuerpos
TÉRMICACALORÍFICA
Los cuerpos a mayor temperatura, Los cuerpos calientes.
Placa de cocina que calienta un puchero.Radiador que calienta el aire.
LUMÍNICA La luz. Células fotovoltaicas.
ELÉCTRICA Los electrones que se mueven en el hilo conductor.
Motores eléctricos, estufas, bombillas.
HIDRÁULICA Salto de agua Norias, molinos, turbinas.
EÓLICA El viento Aerogeneradores, molinos, veleros.
QUÍMICA Las sustancias según sus enlaces Pilas eléctricas, motor de explosión, Alimentos
NUCLEAR El núcleo de los átomos Reactores nuclearesBombas atómicas
Energía calorífic
a
Energía fotovoltaica
Energía eléctrica
Energíahidráulica
Energía eólica
Energía química
Energía química
Energía nuclear
CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA
Transforma Transfiere Conserva Degradamediantemediante
Principio Conservación de la energía
MáquinasMotor+mecanismo
TrabajoUn ser realiza una fuerza sobre otro
CalorHay diferentes temperaturas
Ondas
Choques
La Energía se
La cantidad de energía degradada
en el universo aumenta.
Sobre la energía•La energía existe solamente como un constructo; no tiene una existencia física tal como la tienen las moléculas, la rapidez o las fuerzas. Sin embargo, el concepto ha sufrido una materialización, por ejemplo, cuando hablamos de “el ahorro”, “el precio”, “el despilfarro” o “el flujo” de energía. •En 1891 Maxwell escribió: “La energía es la capacidad de hacer trabajo”, a pesar de que para entonces algunos ya se habían dado cuenta de que el concepto era mucho más amplio. En 1848 Rankine describió a la energía como la capacidad de hacer cambios. •Las transformaciones de energía que se producen en las reacciones químicas o en los organismos vivos, raramente están relacionados con la ejecución de un trabajo, Ej.: catabolismo•Para una familia típica de cuatro miembros, cuyo consumo anual de energía sea de cerca de 300 GJ (300·109 J) , a lo más el 30% podrá ser relacionado con la idea de trabajo. Y este porcentaje se hace más pequeño en aquellos países que están menos motorizados.