1.- ¿Qué es la Energía? 2.- Fuentes de Energía 3.- Tipos de Energía 4.- Ejemplos de energía.
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“La energía, el consumo y otros demonios…” Dorcas I. Torres, Phd MSP21 – Fase IV Image Credit: omicrono.com
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“La energía, el consumo y
otrosdemonios…”
Dorcas I. Torres, Phd
MSP21 – Fase IV
Image Credit: omicrono.com
Bosquejo del Taller
• Fuerza, Trabajo y Potencia
• Tipos de Energía y Teorema Trabajo-Energía
• Conservación y Transferencia de Energía
• Equipos que Transforman Energía de un Tipo a otro
• Fuentes de Energía y Clasificación en Renovables y No-renovables
• Impacto Humano, Cambio Climático y Problemas Ambientales
• Posibles Soluciones
El concepto de Fuerza
• Fuerza es un empuje o tirón que intenta cambiar la posición de un objeto.
• Fuerza es una interacción entre dos objetos o entre el objeto y sumedioambiente.
Fuerza es
una cantidad
vectorial
¿Qué causa que un
objeto se mueva?
Sistema y Medioambiente
¡Es importante quesepas identificar la
frontera de tuSistema!
• Sistema. Es una pequeña porción del Universo.
• Medioambiente (o entorno). Todo lo demás que no pertenezca al Sistema.
Un Sistema válido puede ser:
• Un objeto o partícula
• Una colección de objetos o particulas
• Una región en el espacio
• Puede variar de tramaño y forma
Definición de Trabajo
Suponga que una fuerza constante es ejercida sobre un objeto y que el objeto se desplaza en la dirección de la fuerza. Entonces decimos que la fuerza ha realizado TRABAJO.
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Trabajo = (Fuerza)(desplazamiento)
Definición de Trabajo
FsW J joule 1 mN 1
S=x para desplazamiento horizontal
S=y para desplazamietno vertical
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Definición de Trabajo
¡Tenemos que usar el ángulo entre la fuerzay el desplazamiento!
¿Qué ocurre si la fuerza y el desplazamiento NO apuntan en la mismadirección?
𝑊 = 𝐹𝑠 cos 𝜃 EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Definición de Trabajo
• Si la fuerza es aplicada perpendicular al desplazamiento, su trabajo es cero.
• Si la fuerza NO logra mover el objeto, su trabajo es cero.
• Si la fuerza es aplicada en contra del desplazamiento, su trabajo esnegativo.
𝑊 = 𝐹𝑠 cos 𝜃 EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Definición de Trabajo
𝑊 = 𝐹𝑠 cos 𝜃
El signo del trabajo depende de la
dirección de la fuerza con respecto a la
dirección del desplazamiento
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
¡A pensar!
¡A pensar!Un tractor arrastra una pila de madera desplazándola20 metros. Obtenga el trabajo realizado por el tractor y la fuerza de fricción.
Ftractor = 5,000 N
Ffricción = 3,500 N
= 35
Trabajo y Energía
¿Qué significa que un trabajo sea negativo? ¿Qué significa que sea positivo?
• PRIMERO: Debemos identificar el Sistema y el agente enel medioambiente que esta realizando trabajo.
La parte del medioambiente que
esta interaccionando directamente con
el Sistema hace trabajo sobre
el Sistema
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Trabajo y EnergíaLa forma correcta de expresarnos sería:
“El trabajo realizado por… (coloque la parte del medioambienteque esta interactuando con el sistema) sobre … (coloque el Sistema)”
El TRABAJO hecho por un martillo (interacción con el medioambiente) sobre el
clavo (Sistema)
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Trabajo y Energía
¡El Trabajo es una transferencia de energía!
• Si el trabajo es hecho sobre el Sistema y espositivo, se está transfiriendo energía al Sistema.
• Si el trabajo hecho sobre el Sistema es negativo, se esta transfiriendo energía del Sistema.
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Trabajo y Energía
¡El Trabajo es una transferencia de energía!
• Si el Sistema interacciona con el medioambiente, esta interacción se puede describir como unatransferencia de energía a través de la fronteradel sistema.
• Esto resulta en un cambio en la cantidad de energía almacenada en el sistema. EI.F.CF3.IE.1
EI.F.CF3.IE.2
Energía Cinética
Energía asociada al movimiento de un objeto
2
2
1KE mv J joule 1 mN 1
Tipos de Energía
Para cambiar la energíacinética del Sistema se
debe hacer unatransferencia de
energía
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
“El trabajo realizado por la Fuerza Neta (fuerza
resultante) es igual al cambio en energía cinética
del Sistema”
Teorema trabajo-Energía
𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝐾𝑓 − 𝐾𝑖
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Teorema trabajo-Energía
𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝐾𝑓 − 𝐾𝑖 =1
2𝑣𝑓2 − 0 EI.F.CF3.IE.1
EI.F.CF3.IE.2
¡A pensar!
Un auto de juguete de 1.5 kg se muevehorizontalmente. ¿Cuánto trabajo se require para aumentar su rapidez de 2.0 m/s a 3.0 m/s?
Energía Potencial Gravitacional
Energía que tiene un objeto debido a
su posición con respecto a la supericie
de la Tierra.
mghPE
J joule 1 mN 1
Tipos de Energía
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Una joven de 75 kg sube las escaleras hasta llegar
al quinto piso de un edificio de altura 16 m.
Obtenga su aumento en
energía potencial
Tipos de Energía
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
“La Ley de Conservación de Energía”
La energía total de un sistema no cambia
a menos que una fuerza externa actúe
sobre él, o que el sistema realice un
trabajo sobre un objeto fuera de él
Conservación de Energía Mecánica
Conservación de Energía Mecánica
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Circula, Circula…
Ejemplos – Podemos hacer gráficas de barra
¡A jugar!
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
¡A pensar!Un atleta de 65 kg se impulsa verticalmente hacia arribacon una rapidez de 10 m/s. ¿Cuánta energía potencialadquiere el atleta cuando alcanza su altura máxima?
Transformaciones de Energía
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Otras Transformaciones de Energía
EI.F.CF3.IE.1EI.F.CF3.IE.2
Origen de las Fuentes de Energía
• Térmica
• Química
• Nuclear
• Electromagnética
• Mecánica
EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
Clasificación de las Fuentes de Energía
• Fósil• Solar • Geotérmica• Eólica• Hidráulica• Biomasa
Los recursos naturales renovables
en el plateta son…EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
Recursos Energéticos – Necesidades Humanas
“Transportación”
Indica origen y clasificación
de la energía
EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
Recursos Energéticos – Necesidades Humanas
“Electricidad”
Indica origen y clasificación
de la energía
EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
Recursos Energéticos – Necesidades Humanas
“Alimentos”
Indica origen y clasificación
de la energía
EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
Secamos la Tierra
Matamospara comer
Impacto Humano
• Contaminación de aire, tierra y agua
• Calentamiento global
• Efecto invernadero alterado
• Extinción de especies
• Explotación de recursos
¿Qué podemos hacer para ayudar?
EI.T.CT3.IE.2EI.T.CT3.IE.3EI.T.CT3.CC.1EI.T.CT3.CC.2
