Post on 08-Jul-2015
TRABAJO Y ENERGÍA
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Marcos Guerrero 2
Marcos Guerrero 3
Marcos Guerrero 4
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Marcos Guerrero 9
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Marcos Guerrero 11
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Marcos Guerrero 13
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ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA (EPE):
Es la energía que se almacena en un material elástico debido a su posición con
respecto a un sistema de referencia cuando el material elástico es deformado.
¿Qué es la Energía Potencial Elástica?
0s
m
m
0s
0rF
m
Fs
rFF
Estirado o
comprimido: El
resorte hace un
trabajo sobre el
bloque.
Estado no deformado:
El resorte no está
estirado o no está
comprimido.
s: Longitud deformada
del resorte.
Fr: Fuerza que ejerce el
resorte sobre el agente
externo.
LEY DE HOOKE.
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“La fuerza aplicada por el resorte sobre un agente externo es
directamente proporcional al negativo a la deformación de
este”
k: constante elástica del resorte o
constante de fuerza del resorte.
¿Qué es la constante elástica del resorte?
Es una constante escalar que mide la rigidez del resorte; es decir, mientras
más rígido sea el resorte, mayor es la constante elástica o viceversa.
La unidad de la constante elástica en el S.I. es: N.m-1
SFr
kSFr
Indique ¿qué nos da la pendiente de esta gráfica?
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Cuando el resorte sobrepasa su zona elástica, este entra
en:
ZONA PLÁSTICA:
Zona en donde el resorte adquiere una nueva
forma y/o tamaño. S0
rF
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rF
S0
FrW
0s
00 ksFr
Fs
FrF ksF
2
))(( 00 ksksssW FF
Fr
2
))(( 00 sssskW FF
Fr
2
)(2
0
2ssk
W FFr
)
2
1()
2
1(
2
0
2ksksW FFr
en donde: 2
2
1ksEPe
)( 0EPeEPeW FFr
Por lo tanto: EPeWFr
Marcos Guerrero 38
La Energía Potencial Elástica nunca puede tomar valores
negativos, solamente cero o positivo.
La VARIACIÓN de la Energía Potencial Elástica puede ser positiva, negativa o
cero.
El peso y la fuerza del resorte son fuerzas conservativas, por lo
tanto de manera general, tenemos que:
EPWFC
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Marcos Guerrero 41
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FUERZAS CONSERVATIVAS Y FUERZAS NO
CONSERVATIVAS.
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-Fuerza Gravitacional.
-Fuerza de Restitución.
-Fuerza Eléctrica.
Desde el punto de vista energético, las fuerzas se dividen en:
oFuerzas Conservativas, como por ejemplo:
oFuerzas No Conservativas, como por ejemplo:
-Fuerza de Fricción Cinética.
-Fuerza magnética.
-Fuerza de resistencia del aire.
-Tensión en una cuerda.
-Fuerza de propulsión de un motor de un vehículo o cohete.
-Cuando una persona empuja o hala un bloque.
PROPIEDADES DE LAS FUERZAS CONSERVATIVAS.
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1.- Una fuerza es conservativa si: “EL TRABAJO QUE REALIZA SOBRE UN OBJETO CUANDO
SE MUEVE ENTRE 2 PUNTOS ES INDEPENDIENTE DE LA TRAYECTORIA SEGUIDA POR EL
OBJETO”.
m
I
III IIW W
2.- Una fuerza es conservativa si: “EL TRABAJO QUE REALIZA SOBRE UN OBJETO EN
UNA TRAYECTORIA CERRADA ES CERO”
0I IIW W
I
II
m
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1.- Una fuerza es no conservativa si:“EL TRABAJO QUE REALIZA SOBRE UN OBJETO
DEPENDE DE LA TRAYECTORIA QUE ESTE SIGA”.
I IIW W
PROPIEDADES DE LAS FUERZAS NO CONSERVATIVAS.
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IKI dfW IIKII dfW
Id IId y son distancia recorridas.
2.- Una fuerza es no conservativa si: “EL TRABAJO QUE REALIZA SOBRE UN OBJETO EN
UNA TRAYECTORIA CERRADA ES DIFERENTE DE CERO”.
0I IIW W
I
II
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
PARA EL UNIVERSO
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“La cantidad de energía en el Universo permanece constante, es decir, la energía
dentro del Universo no se crea ni se destruye, solamente se transforma de una
forma a otra”
E EC EP OTRAS cte 10 20 30 60E MJ MJ MJ MJ 5 20 35 60E MJ MJ MJ MJ
EL UNIVERSO
SISTEMAS NO CONSERVATIVOS: Intercambian energía con los
alrededores.
NETOW EC
FNC FCW W EC
( )FNCW EP EC
FNCW EC EP
FNC f oW E E
FNCW E
El trabajo de las fuerzas no conservativas es igual al CAMBIO DE LA ENERGÍA
MECÁNICA. Marcos Guerrero 48
)()( OOFFFNC ECEPECEPW
)()( OFOFFNC EPEPECECW
)()( OFOFFFFNC ECEPeEPgECEPeEPgW
Marcos Guerrero 49
En un sistema no conservativo a más de actuar fuerzas conservativas, también
actúan fuerzas no conservativas.
Trabajo de una fuerza externa diferente al de la fuerza de fricción cinético, como por
ejemplo la fuerza ejercida por el viento, la fuerza ejercida por un líquido , la fuerza de
tensión, etc..
FfkFNC WWW
EJEMPLOS DE TRANSFORMACIONES DE
ENERGÍA EN SISTEMAS NO CONSERVATIVOS.
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