Energia cinetica resumen

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Capitulo 6: Trabajo y energía cinética



6.1 Trabajo realizado por una fuerza constante

El trabajo es la trasferencia de energía mediante una fuerza. El trabajo es una magnitud física escalar, que puede se positiva, negativa o con valor cero. El trabajo realizado por el cuerpo A sobre el cuerpo B es positivo si la energía se transfiere de A a B y negativo cuando la energía se transfierede B a A. Si no se transfiere energía, el trabajo realizado es cero. Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando el punto de aplicación de la fuerza se mueve a lo largo de un desplazamiento.

W=F|[pic]x|

W=Fx[pic]x=Fcos[pic]|[pic]x| Donde F es el modulo de la fuerza constante, |[pic]x| es e modulo de desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza y [pic] es el Angulo que forman lasdirecciones de la fuerza y la dirección del desplazamiento.La unidad de trabajo y energía del SI es el joule (J), igual al producto de un newton por un metro:

1J = (1N)(m)

Wtotal= F1x∆x1+F2x∆x2+…



Su una partícula está obligada a moverse en el eje x, la fuerza neta que experimenta únicamente tiene una componente x. Es decir, [pic]neta=Fnetaxî.



TEOREMA DEL TRABAJO-ENERGÍA CINÉTICALa energía potencial es energía asociada a la configuración del sistema, como la distancia de separación entre dos sistemas que se atraen. La energía térmica está asociada con el movimiento aleatorio de átomos, moléculas o iones dentro de un sistema y está estrechamente relacionada con la temperatura del sistema. La magnitud 1/2mv2 recibe el nombre de energía cinética K de la partícula.Wtotal=∆K teorema trabajo-energía cinética

6.2 Trabajo realizado por una fuerza variable. Movimiento rectilíneo



El trabajo realizado por una fuerza variable será entonces la suma de las áreas de los rectángulos en el límite en que la anchura de los rectángulos tienden a cero. El trabajo realizado por una fuerza variable Fx que actúa sobre una partícula cuando ésta se desplaza de x1 a x2 es:[pic]

[pic]



TRABAJO REALIZADO POR UN MUELLE QUE OBEDECE LA LEY DE HOOKE



Si un muelle se comprime o estira, el muelle ejerce una fuerza sobre el bloque que esta conectado a el. Recuérdese que la fuerza ejercida por el muelle sobre el bloque viene dada por la ecuación:



Fx= -kx (Ley de Hooke) Donde k es una constante positiva y x es el alargamiento del muelle. Si elmuelle se alarga, entonces x es positivo y la componente Fx es negativa. Si el muelle se comprime, entonces x es negativa y la componente Fx es positiva.

















6.3 Producto escalar

El trabajo se basa en la componente de la fuerza que va en la dirección del desplazamiento del cuerpo. Cuando la trayectoria es curvilínea, la fuerza y el desplazamiento pueden tener cualquierdirección. En ese caso, podemos utilizar la operación conocida como producto escalar, que nos proporcionará la componente de una fuerza dada en la dirección del desplazamiento La combinación de dos vectores y el coseno del ángulo comprendido entre ambos es muy frecuente en física y recibe el nombre de producto escalar de dos vectores. El producto escalar entre dos vectores cualesquiera [pic] y[pic] se escribe [pic] y se define como



[pic] donde A y B son los módulos de los vectores y [pic] es el ángulo comprendido entre [pic] y [pic].

La componente de un vector a lo largo de un eje puede escribirse como el producto escalar del vector por el vector unitario sobre dicho eje.



TRABAJO EN LA NOTACION DEL PRODUCTO ESCALAR



El trabajo realizado sobre una partícula cuandose desplaza de un punto 1 a 2 es

W=[pic]

POTENCIA

El ritmo al cual una fuerza realiza un trabajo se denomina potencia P. Como el trabajo es una medida de la energía transferida por una fuerza, la potencia es el ritmo al que se transmite la energía. La potencia suministrada por una partícula es

P= [pic]



La potencia es una magnitud escalar, al igual que el trabajo y la energía....
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