Semana Nº1 Fuerza,Trabajo, temperatura, Calor energía,presión y volumen.
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Semana Nº1Fuerza,Trabajo,
temperatura, Calor energía,presión y
volumen.
EnergíaEnergíaMedida cuantitativa del Medida cuantitativa del movimiento en todas sus movimiento en todas sus
formas.formas.
TrabajoTrabajoMedida cuantitativa de la Medida cuantitativa de la
transferencia de transferencia de movimiento ordenado de un movimiento ordenado de un
cuerpo a otro mediante la cuerpo a otro mediante la acción de una fuerzaacción de una fuerza
Cambio de posición, desplazamientoCambio de posición, desplazamientoRelación geométrica entre el Relación geométrica entre el desplazamiento y la fuerzadesplazamiento y la fuerza
2
1
dxFW
θcosFdxW2
1
Escalar [J]Escalar [J]
En los tramos donde En los tramos donde < 9< 900oo el trabajo es motor el trabajo es motor
En los tramos donde En los tramos donde > > 9900oo el trabajo es resistivo el trabajo es resistivo
En los tramos en que = 90 el trabajo es nuloEn los tramos en que = 90 el trabajo es nulo
El trabajo es un escalarEl trabajo es un escalar
θ
θ
θ
F
X1 X2
XX = X2 - X1
¿CUÁL SERA EL TRABAJO EFECTUADO POR LA FUERZA F?
movmov
xx
FFθ
Fuerza constante y desplazamiento rectilíneoFuerza constante y desplazamiento rectilíneo
xθcosFdxθcosFθcosFdxW2
1
2
1
xFdxFdxFW x
2
1
x
2
1
x
xFyF
2
1
xdFW
F ES UNA FUERZA CONSTANTE
cosFx
senFyF
x
xcosFxFW x
EL TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE
ES IGUAL AL PRODUCTO DE LA COMPONENTE DE LA FUERZA A LO LARGO DE LA DIRECCION
DEL DESPLAZAMIENTO POR EL DESPLAZAMIENTO
EL TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE
ES IGUAL AL PRODUCTO ESCALAR DEL VECTOR FUERZA POR EL DEZPLAZAMIENTO
X(m)
)(NFx
xF
X1 X2
W
xF)xx(FW x12x
EN TODA GRAFICA FUERZA
vs
DESPLAZAMIENTO EL AREA BAJO LA CURVA NOS
DA ELTRABAJO REALIZADO POR LA FUERZA PARALELA
AL DEZPLAZAMIENTO
0 < </2Como
Entonces el trabajo es positivo
cos > 0
F
X
= /2Como
Entonces las fuerzas perpendiculares al desplazamiento no realizan trabajo
cos = 0
F
X
/2 < <Como
Entonces el trabajo es negativo
cos <0
F
X
Un cuerpo se mueve desde x= 0 hasta x = 6, bajo la acción
de una fuerza tal como se indica , hallar el trabajo realizado
5
6X(m)
Fx(N)
Expresión general para el trabajo
F
rC
F : FuerzaC : trayectoria
y
x
donde:Fx, Fy, Fz: componentes de Fy además la curva C está definida a través de: y =f(x), z =f(x)
C
El trabajo efectuado por F cuando el
cuerpo se mueve a través de la curva C esta dada por la expresión :
Esta es la llamada integral de línea
2
1
zyx
2
1
dzFdyFdxFxdFW
Potencia: Potencia: trabajo realizado por una trabajo realizado por una fuerza, por unidad de tiempofuerza, por unidad de tiempo
uFdt
xdF
dt
xdF
t
WPpotencia
promedioPotenciat
WPpotencia
t
W
0t
t/Wlim
t
WP eatantanins
Problema:Un elevador tiene una masa de 1000Kg y lleva una carga de 800Kg. Una fuerza de rozamiento constante de 4000N retarda su movimiento hacia arriba. a) cual debe ser la potencia que debe entregar el motor para levantar el elevador a una rapidez constante de 3m/s?b) que potencia debe entregar el motor en cualquier instante para proporcionar una aceleración hacia arriba de 1m/s2?
MotorT
Mg
f
Teorema del W y la Energía cinéticaTeorema del W y la Energía cinética
ydFW2
1
T
2
1
2
1
2
1
2
1
T mudududt
dymyd
dt
udmydamW
um2
1
2
mu
2
mudumu0cos)ud(umW
2inicial
2final
2
1
2
1
Se define la energía cinética como :K= mV2/2
Como la energía asociada al Movimiento mecánico de un cuerpo, luego:
El trabajo efectuado por la fuerza resultante o el trabajo total es igual al
cambio en la energía cinética de la particula
Ejemplo 1:Un automóvil que viaja a 48Km/h , se puede detener en una distancia mínima de 40 m al aplicar los frenos . Si el mismo auto se encuentra viajando a 96Km/h, Cual es la distancia mínima para detenerse?
Vi
d
Vf =0