Energía mecánica. Segundo medio Profesora Graciela Lobos G.

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1 Energía mecánica Segundo medio Profesora Graciela Lobos G.

2 Energía cinética (K) Un cuerpo posee energía cuando tiene la capacidad de realizar un trabajo, es decir, cuando es capaz de aplicar una fuerza para desplazar a un objeto. Energía Cinética (K) Energía Potencial gravitacional (U) K = m v2 2 Energía potencial elástica (Ee) [Kg m2 s 2 ] N m Esta unidad se llama Joule [J]

3 Energía Potencial Gravitacional (U) Un cuerpo posee energía cuando tiene la capacidad de realizar un trabajo, es decir, cuando es capaz de aplicar una fuerza para desplazar a un objeto. Energía Cinética (K) Energía Potencial gravitacional (U) Energía potencial elástica (Ee) U = m g h [Kg m m s 2] N m Esta unidad se llama Joule [J]

4 Energía Potencial Elástica (Ee) Un cuerpo posee energía cuando tiene la capacidad de realizar un trabajo, es decir, cuando es capaz de aplicar una fuerza para desplazar a un objeto. Energía Cinética (K) Energía Potencial gravitacional (U) Energía potencial elástica (Ee) k x2 Ee = 2 [ N m m2 ] N m Esta unidad se llama Joule [J]

5 Trabajo y energía mecánica El trabajo mecánico es una forma de transferencia de energía desde un cuerpo a otro. Podemos decir entonces que la energía es un estado y el trabajo es un proceso. Cuando se realiza un trabajo sobre un cuerpo, éste adquiere energía y por lo tanto adquiere la capacidad de realizar a su vez un trabajo mecánico. ENERGÍA Trabajo ENERGÍA Trabajo ENERGÍA Trabajo

6 Para realizar trabajo sobre un objeto se debe aplicar una fuerza capaz de desplazarlo. La segunda ley de Newton nos dice que como consecuencia de la fuerza el cuerpo acelera, es decir, aumenta su velocidad y con ello aumenta su energía cinética. W = F X W = m a X W = m 2 (v f 2 v i 2 W = K f K i W = K

7 Cuando un cuerpo cae debido a la acción de la fuerza peso, su energía potencial gravitacional disminuye. En este caso debemos observar que el trabajo realizado por el peso es positivo, ya que la fuerza y el desplazamiento poseen la misma dirección. W = U W = F cosθ X W = m g (h f h i ) W = (m g h f m g h i )

8 La fuerza elástica es una fuerza de restitución que se opone a que un resorte sea estirado o comprimido. Además es una fuerza variable. Mientras más se comprime un resorte, mayor es la fuerza de restitución. El trabajo realizado por una fuerza variable se obtiene analizando el gráfico F v/s X Donde F es la fuerza elástica y X es el estiramiento del resorte F = k x F x W = 2 k x2 W = 2

9 Conservación de la energía mecánica La energía mecánica se manifiesta como energía cinética, energía potencial gravitacional y energía potencial elástica. De tal manera que E m = K + U + E e Si el trabajo realizado, durante el proceso de llevar un objeto por una trayectoria cerrada, es cero entonces podemos asegurar que se conserva la energía mecánica. Para que esto ocurra sólo deben actuar fuerzas que no transformen la energía mecánica en otro tipo de energía como energía térmica o como calor. Tampoco deben actuar fuerzas que incrementen la energía del cuerpo. En estos casos el trabajo realizado provoca un aumento de la energía mecánica del cuerpo. W = E m

10 Fuerzas conservativas y no conservativas Una fuerza es conservativa cuando el trabajo que realiza para desplazar un objeto en una trayectoria cerrada es cero. La fuerza Peso y la fuerza elástica son ejemplos de fuerzas conservativas. Cuando sólo actúan fuerzas conservativas sobre un objeto el trabajo es cero y se conserva la energía mecánica. La fuerza de roce disminuye la energía mecánica de un cuerpo, transformándola en calor. La fuerza de roce es una fuerza no conservativa.

11 Conservación de la energía mecánica E m = constante E m = K + U La fuerza peso es conservativa Por lo tanto cuando la pelota cae sólo bajo la acción del peso, la energía mecánica se conserva. K i + U i = K f + U f

12 Conservación de la energía E m = constante

13 Conservación de la energía mecánica E m = U + K No está actuando la fuerza elástica E m = E e + U + K

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