Energia

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Definición

Parte de la mecánica que describe las fuerzas que causan movimientos, tales como las fuerzas de:
* Gravedad.

* Muscular.

* Fricción.

*Resistencia externa.

Energia cinetica y movimiento (velocidad).- Para obtener su relación imaginemos una partícula de masa m que se mueve en línea recta con velocidad inicialVi. Le aplicamos una fuerza neta constante F sobre ella paralela al movimiento, en una distancia d. Entonces, el trabajo efectuado sobre la partícula es W = Fd. Como F = ma (a,aceleración) y de la fórmula cinemática Vf2 = Vi2 + 2ad, con Vf la velocidad final, llegamos a:

W = Fd = mad = m[(Vf2 - Vi2) / 2d]d

O sea, W = ½mVf2 - ½mVi2

Se veclaramente que estamos en presencia de una diferencia entre cantidades finales e iniciales.

La energia cinetica (de traslación) de la partícula los físicos la definen como lacantidad ½mv2 .

Ec = ½mv2.

W puede escribirse también

W = Ec

O sea el trabajo neto sobre un objeto es igual al cambio de su energía cinética. Este resultado se conocecomo el teorema del trabajo y la energía.

Notemos que W es el trabajo neto efectuado sobre el objeto.

Ejemplo. Partiendo del reposo, Ud. empuja su automóvil de 1.000 kg unadistancia de 5 metros, en terreno horizontal, aplicando una fuerza también horizontal de 400 N. ¿Cuál es el cambio de energía cinética de su auto?

¿ Cuál será la velocidad alcompletar los 5 metros de desplazamiento? Desprecie las fuerzas de roce.

Solución. El cambio de energía cinética debe ser igual al trabajo neto efectuado sobre el auto, quees

W = Fd= (400 N)(5 m) = 2.000 J.

La velocidad final se despeja de la ecuación

W = ½mVf2 - ½mVi2, donde Vi = 0.

2.000 J = ( ½ )(1000 kg)Vf2, de donde Vf = 2 m/s.
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