¿Qué relación existe entre el trabajo realizado por la fuerza resultante y la...

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Relacin entre el trabajo y la energa Qu relacin existe entre el trabajo realizado por la fuerza resultante y la energa cintica?RecuerdaTrabajo mecnicoW = F . S cos m v2 2Ec =Energa cinticaUn camin de masa 7 000 kg se mueve con una velocidad de 20 m/s cuando una fuerza de mdulo 20 000 N se aplica sobre los frenos y este recorre 70 m hasta detenerse. Cul es el trabajo realizado por esta fuerza, si acta en la misma direccin y en sentido opuesto al desplazamiento ?

FS = 180 0W = FS cos 6Datos:F = 20 000 NS = 70 m = 180oCos 1800 = -1 W = FS cos W = 20 000 N . 70 m . (-1)W = - 1 400 000 JW = FS cos 180om = 7 000 kgCalcula la energa cintica inicial y final del caminInicialm v02 2Ec0=Datos:v0 = 20 m/sm = 7 000 kgEc0 = ?7 000 kg (20 m/s) 22Ec0=7 000 kg 400 m/s2Ec0=200= 1 400 000 JCalcula la energa cintica inicial y final del caminFinalm v2 2Ec =Datos:v = 0m = 7 000 kgEc = ?Ec = 0Calcula la variacin de la energa cintica ( Ec ) Ec = Ec - Ec0 Ec = 0 - 1 400 000 J Ec = - 1 400 000 JQu relacin existe entre el trabajo realizado por la fuerza resultante y la energa cintica?W = Ec Ec0W = EcEl trabajo de la fuerza resultante que acta sobre un cuerpo es igual a la variacin de la energa cintica que este experimenta.Ec (disminuye)Ec (aumenta)Si (W > 0) positivo

(W < 0) negativoUnidad de medida de energa Joule (J)Energa cintica de un cuerpo es una magnitud escalar es la medida del movimiento mecnico del cuerpo indica el W que debe realizar la FR para comunicarle la velocidad correspondientesiempre es positivaQu trabajo es necesario realizar para que un tren que se mueve con una velocidad de 72 km/h, aumente su velocidad hasta 108 km/h si la masa del tren es 1000 t? SolucinW = ?V0 = 72 km/hDatosm = 1000 t = 106 kgV = 108 km/h= 20 m/s= 30 m/sWFR = Ec Ec0SolucinEcEc0WFR=-WFR =V 2 2m- 2V02mWFR =-2(30 m/s)2 106 kg2(20 m/s)2 106 kgWFR =900 106400 106-2Sustituyendo (2) en (1)W = 250 106 Jkg m2/s2 = JAnlisis de unidades -WFR =900 106400 10621 J = 1 N 1m (1)1 N = 1 kg 1m/s2 (2)1 J = 1 kg m/s2 1m= kg m2/s2W =500 106 kg m2/s2 2 Un auto que viajaba a cierta velocidad comienza a frenar bajo la accin de una fuerza de rozamiento de 9 000 N . Si el auto se desplaz 33 m hasta detenerse, determina el trabajo de la fuerza de rozamiento.fr = 9 000 N s = 33 mWfr - ?Wfr= frscos = 1800frscos 1800 =1 Wfr= frsWfr = (9103 N33 m)Wfr = 2,97105 JQu significado fsico tiene que el trabajo de una fuerza sea negativo?

Wres = Ec

ComoSi el trabajo de una fuerza es negativo, la energa cintica del sistema sobre el que se realiza trabajo, disminuye.W 0Ec 0Energa cinticade traslacinde rotacinDetermina la energa cintica de traslacin de los siguientes sistemas:a) el animal ms veloz de la Tierra

Tarea 1

El guepardo es considerado como el animal ms rpido de la Tierra; puede alcanzar una velocidad de hasta 110 km/h cuando persigue a una presa. Su masa es entre 50 y 60 kg .Ec - ?a)m = 60 kgv = 110 km/hv = 30,6 m/sEc = mv2Ec = 60 kg(30,6 m/s)2 Ec = 60 kg 936,4 m2/s2 Ec = 28 092kg m2/s2JEc = 2,8 104 Determina la energa cintica de traslacin de los siguientes sistemas:b) la mujer ms rpida del mundo

El record mundial de los 100 m planos femeninos es de 10,49 s y fue establecido el 16 de julio de 1988 por esta atleta quien tambin posee el record de los 200 m planos. Florence Griffith-Joyner (EUA)b) la mujer ms rpida del mundo t = 10,49 s s = 100 m m = 65 kg Ec = mv2vm= stEc= m(st)2Ec= 65kg(100m 10,49s)2Ec = 2 951,6 JEc = 3,0103 JDetermina la energa cintica de traslacin de los siguientes sistemas:d) un protn en un acelerador de partculas (no relativista) f) un avin.c) nuestro planeta alrededor del Sole) un paracaidista al llegar a TierraTarea extraclase

Tarea 2 Un tren de 500 t acciona los frenos al observar un auto en un paso a nivel. El tren recorre 353 m al actuar sobre l una fuerza de rozamiento de 9,8 104 N . a) Determina la variacin de energa cintica que experimenta el tren. b) Determina la velocidad inicial del tren.

a) Ec-?m = 500 ts = 353 mv = 0fr = 9,8104 N Wres = Ec?movimientoFgNfrxy1 t = 1 000 kgm = 5105 kgWres = Ec Wres= WFg+ WN+ Wfr Wfr= frscos 18001 Wfr = frsa) Ec-?WFg = Fgscos 9000WN = Nscos 9000WFg = 0WN = 0 Wres= WFg+ WN+ Wfr Wres= 0 + 0+ (-fr s) Wres= -fr scomo Wres= EcEc = -fr sSustituyendo por datos:Ec = -9,8104 N 353 mEc = -3459,4104 N mEc = -3,5107 JWres = W1 + W2 + W3 ++Wn El trabajo de la resultante de un sistema es igual a la suma de los trabajos de sus componentes.Pginas 240 y 241 del textob) v0 ?Wres = Ec Wres = mv2 mv02 0Wres = mv02 v02 = 2Wresm Sustituyendo:v02 = 2 (3,5107 J)5,0 105 kg v02= 1,4102 m2/s2v0= 12 m/s