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Trabajo y Energía: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones, Diapositivas de Microfinanzas

para aprender sobre la microeconomía como lo que podemos aprender y espero poder aportarle a cada uno para que nos colaboremos entre todos

Tipo: Diapositivas

2020/2021

Subido el 28/04/2021

maria-fernanda-barrero-mendoza
maria-fernanda-barrero-mendoza 🇨🇴

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6. TRABAJO Y ENERGÍA
En este capítulo estudiaremos los conceptos de trabajo, energía cinética
y energía potencial. Estos conceptos surgen de las leyes de Newton.
En una granja de viento, el aire en movimiento realiza trabajo sobre las aspas de los molinos, lo que hace girar las aspas y el rotor
de un generador eléctrico. La energía se transfiere afuera del sistema del molino de viento mediante electricidad. (Billy
Hustace/Getty Images)
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¡Descarga Trabajo y Energía: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones y más Diapositivas en PDF de Microfinanzas solo en Docsity!

6. TRABAJO Y ENERGÍA

En este capítulo estudiaremos los conceptos de trabajo, energía cinética

y energía potencial. Estos conceptos surgen de las leyes de Newton.

En una granja de viento, el aire en movimiento realiza trabajo sobre las aspas de los molinos, lo que hace girar las aspas y el rotor de un generador eléctrico. La energía se transfiere afuera del sistema del molino de viento mediante electricidad. (Billy Hustace/Getty Images)

SEGUNDA LEY DE NEWTON

“El efecto de una fuerza neta externa actuando sobre un cuerpo

es cambiar su estado de movimiento, en forma tal que:

SI

Aplicar la segunda ley de Newton S F =m a , en cada una de las direcciones (x,y). Así: S Fx =m aX; Ó S Fy =m aY;

ANTES: RECORDEMOS

El trabajo dW realizado por una fuerza F sobre una partícula que

experimenta un desplazamiento d s se cuantifica como:

dW  F cos  ds  F  ds

El trabajo realizado sobre la partícula cuando se desplaza del punto 1 al 2 es

2

1

s

s

W F ds^ 1 J = 1 N.m

si F es constante, entonces

W  F. d

Distancia

Trabajo (W) es una medida de la variación en la energía de una partícula por efecto de una fuerza aplicada sobre ella.

El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento o “cuanta energía le

quita” la fuerza de rozamiento a una partícula, sería:

W F .d F d r r

  

Un objeto de 500 Kg de masa se desplaza inicialmente a 15 m/s y necesita 20 m para detenerse, Cual es la energía disipada por la fuerza de rozamiento? El coeficiente de rozamiento entre el objeto y el suelo es de 0.7.

EJEMPLOS:

La energía cinética de una partícula de masa m que se mueve con una rapidez v

ENERGÍA:

Las formas en las que podemos cuantificar la energía de un sistema o partícula es:

Potencial gravitacional de una partícula de masa m que esta a una distancia y sobre la superficie de la Tierra,

Potencial elástica almacenada en cualquier cuerpo que se ha deformado y que tiene una constante de elasticidad K)

Ejemplo

SE PUEDE HACER POR LEYES DE NEWTON

F = 12 N

Mg

N

𝐹𝑛𝑒𝑡𝑎 = 𝑀𝑎 𝑎 = 2 𝑚 𝑠 2 y 𝑣𝑓^2 = 2𝑎∆𝑥 = 2 ∗ 2 𝑚 𝑠 2 * 3m

  1. Hay un campo escalar U(r) con:

𝐹 = −

𝜕𝑈

𝜕𝑥

𝑖 +

𝜕𝑈

𝜕𝑦

𝑗 +

𝜕𝑈

𝜕𝑧

𝑘

Para una fuerza conservativa general en una dimensión, tenemos

La fuerza es, por lo tanto, la derivada negativa de la

𝐹 = − función potencial: Ejemplo, si

𝜕𝑈

𝜕𝑥

𝑖

entonces

Ejemplo

Entonces la fuerzas gravitacional es conservativa

Las fuerza gravitacional también cumple las otras dos condiciones

La energía potencial gravitacional Si una partícula de masa m esta a una distancia y sobre la superficie de la Tierra, la energía potencial gravitacional del sistema partícula- Tierra es

y

Si U es la función potencial, entonces

Las fuerzas NO conservativas :

  1. En contraposición, las fuerzas no conservativas son aquellas en las que el trabajo

a lo largo de un camino cerrado es distinto de cero. Estas fuerzas realizan más trabajo cuando el camino es más largo, por lo tanto el trabajo no es independiente del camino.

LA FUERZA DE ROZAMIENTO ES NO CONSERVATIVA

Energía mecánica total, Emec: Es la suma de la energía cinética Ec sist y la

energía potencial Usist de un sistema

E mec  Ec sist  U sist

E mec  Ecsist  Usist  mv  mgh

2

En cualquier instante

La energía mecánica de un sistema AISLADO se conserva

(Emec=constante) si el trabajo total realizado por todas las fuerzas no

conservativas es cero.

E mec (^)  Ec sist  U sist  constante

E mec (^) i  E mecf

Ec (^) i  U i  Ec f  U f

Un bloque de 10.0 kg se libera desde el punto A en la figura. La pista no tiene fricción excepto por la porción entre los puntos B y C, que tiene una longitud de 6.00 m. El bloque viaja por la pista, golpea un resorte con 2 250 N/m de constante de fuerza y comprime el resorte 0.300 m desde su posición de equilibrio antes de llegar al reposo momentáneamente. Determine el coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie rugosa entre B y C

𝑚𝑣𝑂^2

2

  • 𝑚𝑔ℎ𝑂 +

𝑘𝑥𝑂^2

2

=

𝑚𝑣𝑓^2

2

  • 𝑚𝑔ℎ𝑓 +

𝑘𝑥𝑓^2

2

  • 𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖ó

Ejemplo

𝑚𝑣𝑂^2

𝑘𝑥𝑂^2

𝑚𝑣𝑓^2

𝑘𝑥𝑓^2

  • 𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖ó

Ejemplo