Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica FIME Universidad Autónoma de Nuevo León UANL Nuevo León, México TRABAJO Y ENERGÍA

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Alberto Lagos Correa
hace 6 años
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1 Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica FIME Universidad Autónoma de Nuevo León UANL Nuevo León, México TRABAJO Y ENERGÍA Física I UT 3: Principios de conservación M.C. Gabriel Martínez Alonso

2 Introducción: Terminamos de estudiar la Cinemática: descripción del movimiento mecánico. Terminamos de estudiar la Dinámica: causas del movimiento a partir del concepto de fuerza. Comenzamos el tema de Trabajo y Energía. Capítulo 6, pags. 142 Tipler.

3 Situación: Un objeto desliza a partir del reposo de una posición inicial elevada a una altura H, por una superficie sin fricción. Con qué velocidad llega al piso?. H H L L

4 Introducción: En lugar de analizar qué cantidad varía durante el movimiento, Se analiza qué cantidad es CONSTANTE durante el movimiento. Una de las cantidades que es constante es la ENERGÍA.

5 CONCEPTOS IMPORTANTES: Trabajo. Energía cinética. Energía potencial. Potencia. Fuerzas conservativas. Fuerzas no conservativas.

6 TRABAJO: Una forma de transferir energía a un cuerpo es mediante el TRABAJO. Definimos el TRABAJO como el proceso mediante el cual entregamos o extraemos energía de un cuerpo, mediante la aplicación de una fuerza.

7 TRABAJO: Un cuerpo O, sobre el cual actúa una fuerza F y tiene un desplazamiento X: El trabajo de esta fuerza es: W = F. X X F F

8 TRABAJO: Y si la fuerza no fuera paralela al desplazamiento realizado?. La que realiza trabajo es la componente de la fuerza en la dirección del movimiento. W = F.X.Cos X F F x

9 EJEMPLO: Una fuerza de 20 N aplicada sobre un cuerpo lo desplaza 0.5 m. La fuerza está aplicada con ángulo de 45 con respecto al desplazamiento. Hallar el trabajo: W = F. X. Cos = 20 (0.5) cos (45 )= W = 10 (0.707) = 7.07 N.m = W = 7.07 J Unidad del trabajo: Joule (J).

10 Si la fuerza estuviera aplicada con un ángulo de 90, cuál sería el trabajo?. A B C Mayor que cero. Cero. Menor que cero.

11 EJEMPLO: Si la fuerza estuviera aplicada con un ángulo de 90, cuál sería el trabajo?. B) El trabajo sería cero. Las fuerzas perpendiculares al desplazamiento NO realizan trabajo. X

12 RESOLVER: Un cajón de 48 kg es arrastrado hacia arriba, 8 m por una rampa inclinada a 30 con respecto a la horizontal, mediante una cuerda paralela a la superficie del plano, cuya tensión es de 540 N. El coeficiente de rozamiento cinético es de 0.4. Determine el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

13 RESPUESTAS: Trabajo de la fuerza aplicada: Aproximadamente 4300 J. Trabajo de la fuerza de fricción: Aprox J. Trabajo de la componente x del peso: Aprox J. Trabajo de la normal: Cero. Observar trabajos negativos en fuerzas contrarias al desplazamiento.

14 EJEMPLO: Un cuerpo de masa 2 kg se deja caer a partir del reposo desde una altura de 3 m sobre el piso. Si se desprecia la fricción: Qué fuerzas están actuando sobre el cuerpo?. Qué trabajo realizan estas fuerzas hasta que el cuerpo llega al piso?. El trabajo, es positivo o negativo?. Aplicando la definición de trabajo, la energía del cuerpo aumentó o disminuyó?.

15 EJEMPLO: Esa energía que se le transfirió al cuerpo, en qué forma se manifiesta?. En forma de energía cinética o energía del movimiento. Energía cinética = energía de cuerpos en movimiento. Para movimientos de traslación: K = ½ m v pág.. 143

16 EJEMPLO: Con qué velocidad llega el cuerpo al piso?. Trabajo realizado = variación de la energía cinética del cuerpo. W = Δ K = K final K inicial Teorema del trabajo y la energía cinética. Se aplica a partículas o cuerpos aislados.

17 Teorema del trabajo y la Energía cinética: El trabajo total realizado sobre una partícula es igual a la variación de la Energía cinética de esa partícula. W = Δ K = K final K inicial Expresión 6.7 página 143.

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