PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CUARTO CURSO DE ESO
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- Francisco Crespo Naranjo
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1 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CUARTO CURSO DE ESO
2 ÍNDICE DE CONTENIDOS ENERGÍA CINÉTICA ENERGÍA POTENCIAL TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIAL TRABAJO Y ENERGÍA MECÁNICA PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN
3 Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo en virtud de su velocidad. Igual que el trabajo, en el Sistema Internacional se mide en julios (J). Se calcula mediante la expresión: E c = m v Donde E c es la energía cinética, m es la masa del cuerpo y v su velocidad. Ir al índice
4 Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo en virtud de su altura. Igual que el trabajo, en el Sistema Internacional se mide en julios (J). Se calcula mediante la expresión: E p = m g h Donde E p es la energía potencial, m es la masa del cuerpo, h su altura sobre el suelo y g la aceleración de la gravedad. Ir al índice
5 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal.
6 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal. Inicialmente, el coche tiene una velocidad v o y, tras acelerar unos segundos, alcanzará la velocidad v, mientras ha recorrido un espacio s.
7 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal. v o Inicialmente, el coche tiene una velocidad v o y, tras acelerar unos segundos, alcanzará la velocidad v, mientras ha recorrido un espacio s.
8 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal. s Inicialmente, el coche tiene una velocidad v o y, tras acelerar unos segundos, alcanzará la velocidad v, mientras ha recorrido un espacio s.
9 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal. s v Inicialmente, el coche tiene una velocidad v o y, tras acelerar unos segundos, alcanzará la velocidad v, mientras ha recorrido un espacio s.
10 Para encontrar la relación entre el trabajo y la energía cinética pensemos en un caso sencillo: un coche circulando por una carretera recta y horizontal. s v Inicialmente, el coche tiene una velocidad v o y, tras acelerar unos segundos, alcanzará la velocidad v, mientras ha recorrido un espacio s. El trabajo W realizado por el motor será igual a la fuerza F aplicada por el mismo, cuando hemos acelerado, multiplicada por el desplazamiento s: W = F s
11 Por la dinámica sabemos que la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo por su aceleración, según afirma la ley fundamental: F = m a
12 Por la dinámica sabemos que la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo por su aceleración, según afirma la ley fundamental: F = m a Sustituyendo la expresión de F en la ecuación anterior para el trabajo: W = m a s
13 Por la dinámica sabemos que la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo por su aceleración, según afirma la ley fundamental: F = m a Sustituyendo la expresión de F en la ecuación anterior: W = m a s Y recordando la cinemática del movimiento uniformemente acelerado, sabemos que:
14 Por la dinámica sabemos que la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo por su aceleración, según afirma la ley fundamental: F = m a Sustituyendo la expresión de F en la ecuación anterior: W = m a s Y recordando la cinemática del movimiento uniformemente acelerado, sabemos que: v = v o + a s
15 Por la dinámica sabemos que la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo por su aceleración, según afirma la ley fundamental: F = m a Sustituyendo la expresión de F en la ecuación anterior: W = m a s Y recordando la cinemática del movimiento uniformemente acelerado, sabemos que: v = v o + a s Despejando ahora el producto a s tenemos: a s = v v o
16 Sustituyendo a s en la expresión del trabajo: W = m v v o = m v m v o
17 Sustituyendo a s en la expresión del trabajo: W = m v v o = m v m v o Esos términos corresponden a la energía cinética final e inicial del vehículo, por lo que podemos afirmar que el trabajo realizado por el motor equivale al aumento de la energía cinética del coche: W = Ec - Eco = Ec Ir al índice
18 Para hallar la relación entre el trabajo y la energía potencial vamos a estudiar un caso sencillo: subimos un cuerpo de masa m desde el suelo a una cierta altura, h.
19 Para hallar la relación entre el trabajo y la energía potencial vamos a estudiar un caso sencillo: subimos un cuerpo de masa m desde el suelo a una cierta altura, h. h
20 La fuerza necesaria será igual al peso del objeto, m g, y el espacio recorrido será h, por lo tanto, el trabajo realizado es: W = m g h h
21 En definitiva, el trabajo realizado se invierte en aumentar la energía potencial gravitatoria del objeto. Ep = m g h h Ep o = 0
22 En definitiva, el trabajo realizado se invierte en aumentar la energía potencial gravitatoria del objeto. Ep = m g h h W = Ep - Ep o = ΔEp Ep o = 0 Ir al índice
23 En el caso de que el trabajo comunicado a un cuerpo sirva, al mismo tiempo, para aumentar su velocidad y para que suba a una determinada altura, escribiremos que: W = ΔEc + ΔEp
24 En el caso de que el trabajo comunicado a un cuerpo sirva, al mismo tiempo, para aumentar su velocidad y para que suba a una determinada altura, escribiremos que: W = ΔEc + ΔEp Y considerando que la suma de la energía cinética y potencial es la llamada energía mecánica (E), tendremos: W = ΔE
25 En el caso de que el trabajo comunicado a un cuerpo sirva, al mismo tiempo, para aumentar su velocidad y para que suba a una determinada altura, escribiremos que: W = ΔEc + ΔEp Y considerando que la suma de la energía cinética y potencial es la llamada energía mecánica (E), tendremos: W = ΔE Es decir, afirmaremos que el trabajo realizado sobre un cuerpo equivale al aumento experimentado en su energía mecánica. Ir al índice
26 Qué sucederá, de acuerdo con la expresión anterior, cuando sobre un cuerpo no se realiza ningún trabajo? Evidentemente W = 0 Y por lo tanto ΔE = 0 En esto consiste el principio de conservación de la energía mecánica, que podemos enunciar así:
27 Qué sucederá, de acuerdo con la expresión anterior, cuando sobre un cuerpo no se realiza ningún trabajo? Evidentemente W = 0 Y por lo tanto ΔE = 0 En esto consiste el principio de conservación de la energía mecánica, que podemos enunciar así: Cuando sobre un cuerpo no se realiza trabajo externo su energía mecánica permanece constante. Ir al índice
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