Fisica

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INDICE

1.- Definiciones
1.1.- Trabajo
1.2.- Trabajo realizado por una fuerza constante
1.3.- Trabajo realizado por una fuerza variable
2.- ¿Qué es la energía cinética y el teorema de trabajo?
3.- Potencia
4.- Energía potencial
5.- ¿Qué son las fuerzas conservativas y no conservativas?
5.1.- Diferencias
6.- Conservación de la energía
7.- ¿Qué es centro de masa?
8.-¿Qué es centro de gravedad?
9.- Momentum lineal y conservación
10.- Impulso y momentum








DESARROLLO

1.- Definiciones:
1.1.- Trabajo:
Es el producto de la fuerza por la distancia. Cuando se calcula el trabajo, la fuerza usada debe ser la componente de la fuerza que actúa sobre el objeto en la dirección del movimiento. Si la fuerza actúa en la dirección delmovimiento, el trabajo es igual a la fuerza por la distancia. Si la fuerza actúa a cierto ángulo con la dirección del movimiento, entonces el trabajo es igual a la fuerza multiplicada por el coseno del ángulo y por distancia recorrida.

F y d en la misma dirección


F y d en una dirección diferente


Cuando la fuerza se mide en newtons y la distancia en metros, el trabajo tiene como unidadnewton metros. Un newton metros se llama joule. Y cuando la fuerza se mide en dinas y la distancia en centímetros, el trabajo tiene como unidad dina centímetros. Un dina centímetros se llama ergio.
Un ejemplo cotidiano de trabajo sería el levantar una caja desde el piso al borde de una mesa: se realiza una fuerza para vencer el peso de la caja y elevarla a una cierta altura para colocarla sobre lamesa.
Ejemplo:
Una maquina produce una fuerza de 40 N a lo largo de una distancia de 100m ¿Qué trabajo se hace?

W = F. d
= (40N) (100m)
= 4000 J
Unidades Mks cgs
Joule (j) New * m 10-7
Ergío 10-7 Dina * cm

1.2.- trabajo realizado por una fuerza constante

El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como: "elproducto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento".
En forma de ecuación:
, donde W denota trabajo, es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento neto d.
.
En forma más general se escribe:
W=Fdcos , donde F es la magnitud de la fuerza constante, d el desplazamiento del objeto y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y deldesplazamiento neto. Notemos que Fcos es justamente la componente de la fuerza F paralela a d. Se aprecia que el trabajo se mide en Newton metros, unidad a la que se le da el nombre Joule (J).
1 J = 1 Nm.
Veamos un ejercicio.
Una caja de 40 kg se arrastra 30 m por un piso horizontal, aplicando una fuerza constante Fp = 100 N ejercida por una persona. Tal fuerza actúa en un ángulo de 60º. Elpiso ejerce una fuerza de fricción o de roce
Fr = 20 N. Calcular el trabajo efectuado por cada una de las fuerzas Fp, Fr, el peso y la normal. Calcular también el trabajo neto efectuado sobre la caja.

Solución: Hay cuatro fuerzas que actúan sobre la caja, Fp, Fr, el peso mg y la normal (que el piso ejerce hacia arriba).
El trabajo efectuado por el peso mg y la normal N es cero, porque sonperpendiculares al desplazamiento ( =90º para ellas).
El trabajo efectuado por Fp es:
Wp = Fpxcos (usando x en lugar de d) = (100 N)(30 m)cos60º = 1500 J.
El trabajo efectuado por la fuerza de fricción Fr es:
Wr = Frxcos180º = (20 N)(30 m)(-1) = -600 J.
El ángulo entre Fr y el desplazamiento es 180º porque fuerza y desplazamiento apuntan en direcciones opuestas.

1.3.- trabajo realizadopor una fuerza variable
Considere una partícula que se desplaza a lo largo del eje x bajo la acción de una fuerza variable, como se muestra. La partícula se mueve en la dirección de x creciente desde x = xi a x = xf.



a) El trabajo hecho por la fuerza Fx para el pequeño desplazamiento Dx es Fx Dx, el cual es igual al área del rectángulo sombreado. El trabajo total realizado para el...
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