Momentum, Trabajo Y Energia

FISICA I

Profesora : Ing. OLGA STELLA PENAGOS P.

Características de la Fuerza de roce

Existen 2 tipos

Siempre se opone al movimiento

Cinético

  f K   K  N N 

Estático

  f S   S  N N 

Cantidad de movimiento lineal
El momentum o cantidad de movimiento lineal, es un vector que está relacionado con la inercia de un cuerpo. (p) corresponde al producto de la masa (m) y lavelocidad (v) de un cuerpo.

  p  m v

Unidades para momentum S.I.: (kg · m/s) C.G.S.:(gr · cm/s)

Impulso
Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza neta de tal forma que produce un cambio en el momentum, decimos que la fuerza aplicó un impulso sobre el cuerpo el impulso, depende por una parte de la intensidad de la fuerza y por otra parte, del tiempo t durante el cual actúa la fuerza Es unacantidad vectorial, cuya dirección y sentido coinciden con la fuerza aplicada.
Unidades para impulso S.I.: (N · s) C.G.S.:(dina · s)

  I  F  Δt

RELACIÓN ENTRE IMPULSO Y MOMENTUM
La aplicación de un impulso sobre un cuerpo produce una variación del momentum.

  I  p    I  pF  pI

Interpretación gráfica del Impulso
En un gráfico F/ t, el área bajo la curva representa el impulso ejercido,tanto si la fuerza es constante o variable.

CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM
En ausencia de fuerzas externas, el momentum del sistema se conserva. En un choque o explosión, la suma vectorial de las cantidades de movimiento de los móviles justamente antes del evento, es igual a la suma vectorial de las cantidades de movimiento inmediatamente después.

   pANTES   pDESPUÉS

TIPOS DE COLISIÓNELÁSTICA: Los cuerpos no sufren deformación permanente. En una colisión elástica se conservan tanto el momento lineal como la energía cinética del sistema, y no hay intercambio de masa entre los cuerpos, que se separan después del choque.

(e = 1)

INELÁSTICA: es un tipo de choque en el que la energía cinética no se conserva. sí se conserva el momento lineal total del sistema. los cuerpos que colisionanpueden sufrir deformaciones y aumento de su temperatura.

(e < 1)
PLÁSTICA (perfectamente inelástica): Se disipa toda la energía cinética disponible. Los cuerpos quedan unidos después del choque. (e = 0)

TRABAJO MECÁNICO

Unidades para trabajo S.I.= Joule = [N · m] C.G.S.=Ergios =[dina· cm]

TRABAJO MECÁNICO

W
En un gráfico Fuerza versus distancia F/d, el área bajo la curva representa eltrabajo realizado por la fuerza.

Grafica de funciones seno y coseno

POTENCIA MECÁNICA
Para medir la rapidez con que se realiza el trabajo, se define la potencia

trabajo realizado por la fuerza P tiempo empleado

W P t
Unidad para Potencia S.I.= Joule/segundo = Watt

W F·d P   P  F·V t t

ENERGIA
La energía se define como la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo

EnergíaMecánica
Energía cinética
La energía cinética de un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al cuadrado de su rapidez. Está relacionada con la rapidez del cuerpo.

Unidades para Energía S.I.= Joule = [N · m] C.G.S.= Ergios =[dina· cm]

Energía Mecánica
Energía potencial
Está relacionada con la posición o condición del objeto. • Gravitatoria

• Elástica

1 2 EE  k  x  Energía potencialelástica 2
Unidades para Energía S.I.= Joule = [N·m] C.G.S.=Ergios =[dina· cm]

Las fuerzas pueden ser:
 CONSERVATIVAS: Son aquellas en que el


trabajo realizado independiente de
trayectoria fuerza elástica).

la (peso,

es

DISIPATIVAS: Son aquellas en que el

trabajo depende

de la trayectoria (roce).

realizado

Demostraciones:
Trabajo y Energía Cinética vf vi
F F

F  ma
2 i

v  v  2a d
2f

a

v 2  vi2 f 2d

d
Conocemos que al aplicar una fuerza neta F sobre un cuerpo, ésta producirá una variación de velocidad en el tiempo. Como la aceleración es constante, también podemos usar una de las ecuaciones de MRUA. Al reemplazar en la formula de trabajo, obtenemos que el trabajo neto WN realizado por la fuerza neta es igual a la variación de energía cinética.

WN  F  d WN  m ...