F˝SICA. Grupos: 3”3, 3”4 y 3”5 ENERG˝A. · 2011. 10. 27. · en el campo gravitatorio, es...
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FﾍSICA. Grupos: 3ｺ3, 3ｺ4 y 3ｺ5 Prof.: Soledad Portillo. ENERGﾍA. Es muy común en física que las definiciones de trabajo y energía estén asociadas, creando un circulo sin salida, que nos hace casi imposible definir una sin la otra. Podríamos definir la energía (del griego enérgeia) como la capacidad de acción; pero es más importante comprender como se transforma y se transfiere la misma. Uno de los principios fundamentales de la física, es el principio de conservación de la energía ; y el mismo es aplicado a sistemas conservativos y no conservativos. En sistemas conservativos la energía mecánica es un valor constante; mientras que en los no conservativos, su valor no es constante. La energía mecánica es una magnitud asociada al sistema, debida al movimiento o posición de la partícula dentro del sistema. A la energía mecánica también se le conoce como la suma de las energías del sistema. Las formas de la energía. Sabemos que la energía en si se manifiesta de muchas y diversas formas , que pueden parecer diferentes y sin relación entre sí. Nosotros clasificaremos a las energías según el modelo mecánico, es decir, tendremos en cuenta si están asociadas al movimiento o posición de la partícula en el sistema. Podemos entonces clasificar la energía entonces en: 1- Energía cinética: es un tipo de energía asociada a la velocidad. Depende de la masa de la partícula y la velocidad de la misma. Por lo tanto si dos partículas de igual masa poseen diferentes velocidades, sus energías cinéticas serán diferentes. La energía cinética se determina: 2 . 2 v m Ec Donde m es la masa de la partícula, y v es la velocidad de la partícula. 2- Energía potencial gravitatoria: esta energía depende de la posición de la partícula en el campo gravitatorio, es decir, depende de la altura y de la gravedad. - Debido a que esta energía depende de la altura, primero se debe establecer un nivel de referencia, en dicho nivel la energía potencial gravitatoria será cero. - Las posiciones por encima de nuestro nivel de referencia serán positivas y las que queden por debajo del nivel serán negativas. Podemos elegir el nivel del piso como cero, por ejemplo. h g m Epg . . m continúa siendo la masa; g la aceleración gravitatoria o gravedad y h la altura. La energía mecánica es la suma de la energía potencial y la La energía puede considerarse una función de estado, es decir, un número asignado a un sistema por estar en una situación determinada. Sistemas conservativos: en estos sistemas actúan trabajo de fuerzas únicamente conservativas, por ejemplo el peso, la fuerza elástica y las fuerzas eléctricas. Sistemas no conservativos: actúan por lo menos una fuerza no conservativa, como la fuerza de rozamiento. Elegir los sistemas de referencia son actos arbitrarios, y podríamos elegir por lo tanto la parte superior del nivel como negativa. ｿCuándo una partícula realiza trabajo mecánico? Lo primero que debemos recordar es que no se debe confundir la definición de trabajo mecánico y la definición de trabajo en la sociedad. Una partícula realiza un trabajo mecánico, cuando una fuerza se aplica sobre la misma y se produce un desplazamiento.
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FÍSICA.Grupos: 3º3, 3º4 y 3º5
Prof.: Soledad Portillo.
ENERGÍA.
Es muy común en física que las definiciones de trabajo yenergía estén asociadas, creando un circulo sin salida, que nos hacecasi imposible definir una sin la otra.
Podríamos definir la energía (del griego enérgeia) como lacapacidad de acción; pero es más importante comprender como setransforma y se transfiere la misma.
Uno de los principios fundamentales de la física, es elprincipio de conservación de la energía; y el mismo es aplicado asistemas conservativos y no conservativos.
En sistemas conservativos la energía mecánica es un valorconstante; mientras que en los no conservativos, su valor no esconstante. La energía mecánica es una magnitud asociada al sistema,debida al movimiento o posición de la partícula dentro del sistema.
A la energía mecánica también se le conoce como la suma de lasenergías del sistema.
Las formas de la energía.
Sabemos que la energía en si se manifiesta de muchas y diversasformas , que pueden parecer diferentes y sin relación entre sí.
Nosotros clasificaremos a las energías según el modelo mecánico, esdecir, tendremos en cuenta si están asociadas al movimiento o posición de lapartícula en el sistema.
Podemos entonces clasificar la energía entonces en:1- Energía cinética: es un tipo de energía asociada a la velocidad.
Depende de la masa de la partícula y la velocidad de lamisma. Por lo tanto si dos partículas de igual masaposeen diferentes velocidades, sus energías cinéticasserán diferentes.
La energía cinética se determina:
2. 2vmEc
Donde m es la masa de la partícula, y v es la velocidad de lapartícula.
2- Energía potencial gravitatoria: esta energía depende de la posición de la partículaen el campo gravitatorio, es decir, depende de la altura y de la gravedad.- Debido a que esta energía depende de la altura, primero se debe establecer un
nivel de referencia, en dicho nivel la energía potencial gravitatoria será cero.- Las posiciones por encima de nuestro nivel de referencia serán positivas y las
que queden por debajo del nivel serán negativas.Podemos elegir el nivel del piso como cero, por ejemplo.
hgmEpg ..m continúa siendo la masa; g la aceleracióngravitatoria o gravedad y h la altura.
La energía mecánica es la suma de la energía potencial y la
La energía puedeconsiderarse una función de estado, esdecir, un número asignado a un sistemapor estar en una situación determinada.
Sistemas conservativos: en estossistemas actúan trabajo de fuerzasúnicamente conservativas, por ejemplo elpeso, la fuerza elástica y las fuerzaseléctricas.Sistemas no conservativos: actúan por lomenos una fuerza no conservativa, comola fuerza de rozamiento.
Elegir los sistemas dereferencia son actos arbitrarios, ypodríamos elegir por lo tanto la partesuperior del nivel como negativa.
¿Cuándo unapartícula realiza trabajomecánico? Lo primero quedebemos recordar es queno se debe confundir ladefinición de trabajomecánico y la definición detrabajo en la sociedad. Unapartícula realiza un trabajomecánico, cuando unafuerza se aplica sobre lamisma y se produce undesplazamiento.
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energía mecánica (EM). por lo tanto, la energía mecánica es la suma de la energíapotencial gravitatoria y de la energía cinética que posee el sistema.
EcEpgEM
Ejemplos:
1- Un patinador se mueve a una velocidad de 30 m/s, si la masa del mismo es de 70Kg, determinar la energía cinética del mismo.Datos:m= 70 Kgv= 30 m/s
2. 2vmEc
23070 2
Ec290070
Ec
JEc 31500
2- Pedro se encuentra en la azotea de un edificio decuatro pisos, cada piso tiene tres metros de altura (sim= 50 Kg):a- ¿Cuál es la energía potencial gravitatoria Epg
de Pedro respecto al suelo?b- ¿Cómo cambiarían los resultados si Pedro se
encontrara en Saturno? ( 241,10 smg Saturno )
Datos:
m = 50 Kg.h = 12 m Tomando el suelo como nivel de referencia Pedro se encuentra 4 pisosmás arriba del nivel, cada piso tiene 3 metros de altura, por lo tanto, Pedro se encuentraa 12 m del suelo.a- El valor asignado a la gravedad será g = 9,8 m/s2, nada nos indica que Pedro
no se encuentre en la Tierra.hgmEpg ..
128,950 Epg JEpg 5880
b- Dado que Pedro se ha mudado momentáneamente a encuentra en Saturno, elvalor de la gravedad deja de ser 9,8 m/s2 y pasa a ser g = 10,41 m/s2,resolvemos nuevamente.
hgmEpg ..1241,1050 Epg JEpg 6246
JEc 31500 La unidad dela energía en el sistema internacional esel Joule, en honor al físico británicoJames Prescott Joule.
Toda la energía tiene como unidad en elsistema internacional el Joule (J)
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3- Calcular la energía potencial gravitatoria y energía cinética de un pájaro de0,25 Kg de masa que se encuentra volando a 4,0 m de altura del suelo a 5 m/s;si la aceleración gravitatoria g es de 9,8 m/s2.
Datos:m = 0,25 Kgh = 4,0 mv = 5 m/s
hgmEpg .. 0,4.8,9.25,0EpgJEpg 8,9
2. 2vmEc
25.25,0 2
Ec
JEc 1,3Si quisiéramos determinar la energía mecánica del pájaro: primero, debemos
recordar que la energía mecánica es la suma de todas las energías del sistema:EcEpgEM
Para el ejercicio anterior:Datos:
JEpg 8,9JEc 1,3
1,38,9 ME JEM 9,12
