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rabajo.

James Clerk Maxwell definía el trabajo como el acto de producir un cambio en la

configuración de un sistema, venciendo las fuerzas que se oponen a dicho cambio !a persona, animal o m"quina que e#erza un traba#o sobre un cuerpo debe aplicar una fuerza $

mover el ob#eto !a fuerza no necesariamente es constante, lo importante es que la fuerza

debe aplicarse en la dirección de desplazamiento

Trabajo debido a una fuerza constante.

%l traba#o que es realizado sobre un cuerpo por una fuerza constante F al ser desplazado

una distancia r se puede definir como,

%n donde cos& ' ( es el coseno del "ngulo que forman los vectores fuerza $ desplazamiento

%n una dimensión el vector r se puede reemplazar por la distancia d , $ de esta forma en

una dimensión el traba#o realizado es de la forma)

%l traba#o es una cantidad escalar, es decir que solo posee magnitud, pero no hace

referencia a ninguna dirección o sentido

Ejemplo: Trabajo sobre un bloque que es arrastrado.

%l traba#o que se realiza por una fuerza constante F a lo largo de una línea recta una

distancia d, se define como

Como $a se ha visto es el producto punto entre dos vectores, la fuerza $ el

desplazamiento *e las propiedades del producto punto tenemos que el traba#o es igual a

la multiplicación de la magnitud de los vectores por el coseno del "ngulo que forman los

dos vectores

!a +nica parte que efect+a un traba#o, de la fuerza aplicada, es la que se pro$ecta sobre la

dirección del movimiento *e la ecuación tambin se puede ver que cuando el "ngulo entre

la fuerza $ la dirección de movimiento es de -./ entonces no se efect+a traba#o, $ por lo

tanto no ha$ cambio en la energía cintica

Ejemplo: Movimiento de un bloque.

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0n hombre tira de un bloque de madera de masa m a velocidad constante %l hombre tira

 por medio de una cuerda que forma un "ngulo de 12/ con el plano horizontal $ desplaza el

 bloque una distancia * 3ealice el an"lisis del movimiento

%l traba#o que hace el hombre sobre la masa es de 4hombre 5 6 d cos 12/, $ es positivo, porque todas las cantidades involucradas son positivas

Como el bloque se mueve a velocidad constante, entonces la aceleración sobre el bloque

ser" cero %sto significa que la fuerza total sobre el bloque es cero, por lo tanto deber"

existir una fuerza que contrarreste la fuerza realizada por el hombre, esta es la fuerza de

fricción producida por el contacto entre el suelo $ el bloque

!a magnitud de la fuerza de fricción es de 4fricción5 '6 d cos 12/, de forma que el traba#o

neto ser" igual a cero

%s mu$ importante anotar lo siguiente) cuando un cuerpo se mueve a velocidad constante,

 por e#emplo en el espacio exterior, sobre l no se efect+a traba#o, $a que no ha$ una

aceleración ni una fuerza de fricción que mueva el bloque

0n cuerpo de 7. 8g se desea levantar hasta una altura de 9.m por medio de un plano

inclinado que forma un "ngulo de 1.: con la horizontal ;i la fuerza que se e#erce a travs

de la cuerda es de <..= $ el coeficiente de rozamiento cintico entre la superficie $ lamasa es .,> %l traba#o =eto realizado es)

Su respuesta )

9?<1 J

Correcto@

La energía y sus transformaciones.

¿Qué es lo que se consume cuando se realiza un trabajo? Ya hemos visto que loque se gasta al realizar un trabajo es la energía.

La energía sufre transformaciones que hacen posible la realizacin de un trabajo. !l comer diariamente estamos transformando la energía  de los alimentos endiversas formas de energía como calor " movimiento.

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#n general se afirma que la energía no se crea ni se destru"e$ solamente setransforma. #ste concepto tiene hondas repercusiones en los sistemas$ nopodemos e%traer energía eléctrica de una pila por un tiempo infinito$ de la mismaforma en que no podemos hacer ejercicio durante horas sin reponer por medio de

líquidos " alimento la energía que hemos transformado en trabajo " calor.

La e%istencia de la vida depende fuertemente de la e%istencia de un gran depsitode energía como el sol. #ste mediante radiacin electromagnética$ luz " calor entre otras$ mantiene a la vida en un ciclo de continuas transformaciones deenergía.

La energía  contenida en un determinado combustible & energía  química ' setransforma en movimiento & energía cinética '$ en calor & energía térmica ' " enelectricidad & energía eléctrica '. #n palabras del genial (. ). *a%+ell el trabajo esla transferencia de energía de un sistema a otro.

La energía  del universo es una constante$ " lo que a diario se limita es lacapacidad de transformacin de una forma específica de energía en trabajo. !lagotar recursos hídricos "a no podemos transformar la energía cinética del aguaen movimiento$ en energía eléctrica.

 !lgunas de las formas m,s importantes de energía  son- electromagnética$presente en las ondas de luz " las ondas de radio química$ presente encombustibles fsiles como el petrleo térmica$ presente en procesos decombustin como la quema de carbn " petrleo mecánica$ presente en elmovimiento en general de alg/n sistema eléctrica$ de uso mu" com/n

actualmentenuclear 

$ utiliza la energía que mantiene unido al n/cleo atmico parala realizacin de un trabajo$ países como 0rasil poseen plantas termonucleares$ esdecir que convierten la energía nuclear en energía térmica " esta a su vez enenergía mec,nica por medio de vapor$ para la generacin de electricidad.

• !a energía cintica del viento se transforma en energía elctrica en los molinos de

las centrales eólicas

• !a energía potencial se transforma en energía cintica a medida que una esquiadora

desciende por una ladera nevada

• !a  energía  luminosa se convierte en energía  elctrica al incidir en los paneles

solares de un satlite artificial

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• !a energía  química se convierte en energía  luminosa $ en energía  sonora en un

explosión de fuegos artificiales

• !a energía calorífica se convierte en energía cintica en el interior de una m"quina

trmica, por e#emplo una m"quina de vapor

%n una explosión de fuegos artificiales, la energía química se convierte en)

• Su respuesta )

• %nergía luminosa $ energía sonora

• Correcto@

• !a energía no desaparece, se transfiere de unos cuerpos a otros o se transforma de

un tipo de energía  en otra, luego que sentido tiene la expresión com+nmente

utilizada) A=ecesidad de ahorrar la energíaA, que es lo que se quiere decir cuando sedice que se ha gastado la energía'

•

• !a respuesta a estas preguntas no es tan simple ;i bien es cierto que la energía no

desaparece, si acaba tranform"ndose en calor, que se disipa al ambiente $ no puede

ser reutilizada aprovechandola de nuevo Bor e#emplo, cuando utilizamos un

artefacto elctrico, la  energía elctrica se transforma en calorífica que calienta el

ambiente %s así, que si podemos decir que la energía  si se degrada al usarlairracionalmente hasta convertirla en calor

Cual de los siguientes enunciados es correcto) contradice la le$ de conservación de la

energía, el cual dice que la energía no desaparece sino que se transforma, es)

• Su respuesta )

• A;i podemos agotar la energía disponible si la usamos irracionalmente hasta

convertirla en calorA

• Correcto@

• Biomasa.

La energía del sol es utilizada por las plantas para sintetizar la materiaorg,nica mediante el proceso de fotosíntesis. #sta materia org,nica esincorporada " transformada por el reino animal$ incluido el hombre. #l

hombre$ adem,s$ la transforma por procedimientos artificiales para obtenerbienes de consumo. 1odo este proceso da lugar a elementos utilizablesdirectamente$ pero también a subproductos que tienen la posibilidad deencontrar aplicacin en el campo energético.

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Energía solar.

%l efecto trmico producido por la energía solar hace posible que el hombre lo

utilice directamente mediante determinados dispositivos artificiales para

concentrarlo $ hacerlo m"s intenso, transfirindolo a otros fluidos que le interesen

dicionalmente el sol produce como efecto la luz, $ tambin el hombre haaprendido a aprovecharla para producir energía elctrica

•

• Energía eólica.

• %l calentamiento desigual de la superficie de la tierra produce zonas de altas $ ba#as

 presiones %ste desequilibrio da lugar a desplazamientos del aire que rodea la tierra

$ que da lugar al viento %l viento es por tanto, energía  en movimiento $ este

movimiento es posible trasladarlo a otros elementos que interesan al hombre para

sus utilizaciones

•

• Energía geotrmica.

• !a energía  geotrmica, como excepción, no tiene su origen inmediato en laradiación solar, sino en una serie de reacciones químicas naturales que tienen lugar en el interior de la tierra $ que producen grandes cantidades de calor %sta realidad a

veces se pone de manifiesto de forma natural $ violenta por fenómenos como el

vulcanismo o los terremotos, Bero tambin el hombre puede aprovechar esta fuentede calor extra$ndolo mediante perforaciones $ transfiriendo este calor

• !esiduos sólidos.

!os residuos solidos urbanos &3;0(, constitu$en una realidad que día tras día se

 presenta en todas $ cada una de las entidades de población ctualmente en %spaDalos 3;0 tienen cuatro tipos de tratamientos) vertido, composta#e, incineración $

reciclado *esde el punto de vista energtico la +nica posibilidad es la incineración,

tal $ como se est" dando en algunas centrales espaDolas

%l aire en movimiento es una fuente de energía cintica que puede ser aprovechada !os

molinos de viento empleados desde hace siglos son un e#emplo%sto hace referencia a)

• Su respuesta )

• %nergía eólica

• Correcto@

• "lasificación.

• Las ondas m,s conocidas son las sonoras$ estas necesitan de un medio$ el

aire$ para propagarse. Las ondas sísmicas necesitan de la tierra parapropagarse. #%isten otro tipo mu" especial de ondas$ laselectromagnéticas$ que tienen la mu" interesante propiedad de

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propagarse en el vacío. #sta cualidad de propagarse en el vacío es la queha permitido que la radiacin en el universo sea el medio mas utilizado parael transporte de energía.

•

2n tipo de onda mu" com/n es el de una cuerda que esta fija a un e%tremode un poste$ " sujeta por una mano nuestra en el otro e%tremo. )uandomovemos nuestra mano de arriba para abajo$ la cuerda sufre un tipo demovimiento ondulatorio. #ste tipo de movimiento ondulatorio se denominatransversal$ " da origen a las denominadas ondas transversales.

• 3tro tipo de onda son las longitudinales. #%isten cuando el

desplazamiento de las partículas que sufren la perturbacin son paralelos ala direccin de propagacin de la onda.

• 4or ejemplo$ para el caso de una cuerda donde se transporta una onda

mec,nica esta es de tipo transversal. #sta onda se propaga con unavelocidad que solamente depende del medio$ para este caso es igual a

$ donde es la tensin de la cuerda " es la masa por unidad delongitud.

!a velocidad de propagación de una onda en una cuerda depende de)

• Su respuesta )

• !a Eensión de la cuerda

• Correcto

;i la tensión de una cuerda aumenta > veces, la velocidad de la onda)

• Su respuesta )

• aumenta

• Correcto

;i una cuerda tensa, que tiene una longitud se corta por la mitad, la velocidad de

 propagación) &manteniendo la misma tensión (

• Su respuesta )

•  =o cambia

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• Correcto

!as ondas de radio, microondas e infrarro#os, son e#emplo de ondas)

• Su respuesta )

• %stas ondas son de tipo electromagntico

• Correcto@

• !efle#ión

•

• 3curre cuando una onda$ al encontrarse con un nuevo medio que no puede

atravesar$ cambia de direccin.

•

#l principio de reflexión de las ondas se emplea en el dise5o de antenas

para dirigir la radiacin " concentrarla en un receptor. 6i el disco reflector dela antena se dise5a con forma de paraboloide$ las ondas de radioprocedentes del espacio que se propagan en direcciones paralelas$ ser,nreflejadas de forma que acabar,n conflu"endo en un punto$ por encima dela superficie del disco$ en el que se coloca un receptor. #n este tipo dedise5o se dice que el receptor se halla en el foco primario " proporciona lam,%ima apertura para detectar se5ales débiles.

• !efracción

•

• 3curre cuando una onda cambia de direccin al entrar en un nuevo medio

en el que viaja a distinta velocidad.•

• Cuando un movimiento ondulatorio pasa de un medio de propagación a otro, es

natural que se modifique su rapidez $ su dirección %sta es, por e#emplo, la causa de

que los peces nos parezcan m"s grandes dentro de un acuario que cuando lossacamos de l

• $ifracción

•

3curre cuando una onda al topar con el borde de un obst,culo deja de ir enlínea recta para rodearlo.

•

•

La razn por la que ocurre la difraccin no es obvia. )hristian 7u"genshacia la mitad del siglo 89::$ propuso una teoría que$ aunque parezcae%tra5o$ todavía e%plica bastante bien las observaciones. 4odemos suponer que la radiacin electromagnética se propaga como ondas planas &la figuraque ilustraba el fenmeno de la refraccin representaba la radiacin como

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ondas planas'. 7u"gens supuso que ese caso es equivalente a tener$ encada punto del frente plano$ una fuente de ondas que se propagan en todasdirecciones. Las ondas dirigidas hacia los lados se anulan con las emitidaspor los puntos vecinos del frente de forma que la onda sigue siendo plana.

•

6i$ bajo estas hiptesis$ la onda encuentra un obst,culo$ los puntossituados junto a su borde van a emitir ondas que no se ven contrarrestadasen los laterales produciendo así el efecto aparente de desviar la direccinde propagacin.

• Efecto $oppler

•

#fecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas "el receptor de las mismas.

•

• #ste efecto se produce también con las ondas sonoras$ " es el causante de

que cuando un coche con una sirena se acerca a nosotros$ oigamos el

sonido m,s agudo &la longitud de onda se acorta' " cuando se aleja$ elsonido sea m,s grave &la longitud de onda se alarga'.

Cuando una onda atraviesa la superficie que separa dos medios $ se propaga por elsegunod medio modificando su velocidad de propagación $ la dirección de la misma, se

dice que la onda

• Su respuesta )

• ;e refracta

• Correcto@