Proyectiles
Páginas: 13 (3097 palabras)
Publicado: 21 de noviembre de 2012
TRABAJO Y ENERGIA
TERCERA UNIDAD Física General I (FS-100) Sección 19:02
Imagen 1: Pelota rebotando tomada con un flash estroboscópico.
Autor: Michael Maggs Edit by Richard Bartz, 29 September 2007. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bouncing_ball_strobe_edit.jpg
INTRODUCCIÓN El presente documento es un resumen de los contenidos relacionados a la Unidad 3 de la asignatura de FísicaGeneral I: Trabajo y Energía. Ya que hemos estudiado anteriormente las causas del movimiento de los objetos, y hemos aprendido a utilizar las leyes de Newton para analizar casos diversos de objeto y sistemas de objetos en movimiento, ha llegado el momento de aprender métodos alternativos para solucionar problemas. Estos métodos (muy útiles para determinar el valor de una rapidez, una fuerza o undesplazamiento) son: 1. Teorema del Trabajo y el Cambio de la Energía Cinética 2. Principio de Conservación de la Energía Mecánica Ambos son derivados a partir de la combinación de la Segunda Ley de Newton y las ecuaciones de cinemática. Uno de nuestros objetivos será aprender a utilizar estos métodos, así como entender los términos relacionados con los mismos. La imagen 1 (¡realmente son variasimágenes!), muestra una pelota rebotando. Conforme se mueve, la energía de dicho objeto va cambiando: de potencial a cinética y de cinética a potencial (eso sí: se pierde energía debido a cada rebote, que no es más que una colisión entre la pelota y el suelo).
Ing. Alex Fernando Santos Escobar (afseunah@gmail.com)
Página 1
CONTENIDO 1. Trabajo de una Fuerza Si buscamos una definición detrabajo en el Diccionario de la Lengua Española (Real Academia Española) encontraremos varios significados, entre ellos: - Obra, resultado de la actividad humana. - Esfuerzo humano aplicado a la producción de riqueza, en contraposición a capital. - Mec. Producto de la fuerza por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forma la una con el otro. ¡¡Esta últimadefinición es la que nos interesa!! El trabajo de la fuerza F correspondiente al desplazamiento d es, por definición, la cantidad (Producto escalar o producto punto de 2 vectores)
Donde θ es el ángulo entre los vectores F y d.
mov θ
F d
El trabajo es una cantidad escalar que tiene magnitud pero no dirección. En unidades del SI, el trabajo se expresará en *Newton·metro+, unidad a la que se lellama *Joule+. En unidades del Sistema Inglés, el trabajo se expresará en [libras·pie].
2. Trabajo Efectuado Por Un Resorte Un resorte conectado a un bloque sobre una superficie horizontal sin fricción, al ser comprimido o alargado una pequeña distancia de su posición de equilibrio ejercerá una fuerza sobre el bloque expresada por: Fs = -kx (Ley de Hooke) donde x es el desplazamiento del bloquedesde su posición de equilibrio (es decir, la deformación del resorte) y k es una constante positiva llamada constante de fuerza del resorte, cuyas unidades son N/m. Un valor alto de k identifica a un resorte rígido y un valor pequeño identifica a un resorte suave. El signo negativo indica que la dirección de la fuerza que hace el resorte sobre el bloque es opuesta a la deformación del resorte.Ing. Alex Fernando Santos Escobar (afseunah@gmail.com)
Página 2
bloque
Resorte en reposo
bloque
Resorte en reposo
x
Resorte comprimido Resorte estirado
x
Fs
Fs
El trabajo efectuado por la fuerza del resorte cuando el bloque se mueve en un desplazamiento arbitrario es:
El trabajo neto hecho por la fuerza del resorte cuando el bloque se mueve de xi = -xmáx a xf =xmáx es cero. El trabajo realizado sobre el resorte por un agente externo es igual al negativo del trabajo efectuado por la fuerza del resorte, dado que la fuerza aplicada Fap es igual y opuesta a la fuerza del resorte Fs.
3. Energía En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. La energía no es un estado físico real, ni una "sustancia intangible" sino sólo una...
TERCERA UNIDAD Física General I (FS-100) Sección 19:02
Imagen 1: Pelota rebotando tomada con un flash estroboscópico.
Autor: Michael Maggs Edit by Richard Bartz, 29 September 2007. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bouncing_ball_strobe_edit.jpg
INTRODUCCIÓN El presente documento es un resumen de los contenidos relacionados a la Unidad 3 de la asignatura de FísicaGeneral I: Trabajo y Energía. Ya que hemos estudiado anteriormente las causas del movimiento de los objetos, y hemos aprendido a utilizar las leyes de Newton para analizar casos diversos de objeto y sistemas de objetos en movimiento, ha llegado el momento de aprender métodos alternativos para solucionar problemas. Estos métodos (muy útiles para determinar el valor de una rapidez, una fuerza o undesplazamiento) son: 1. Teorema del Trabajo y el Cambio de la Energía Cinética 2. Principio de Conservación de la Energía Mecánica Ambos son derivados a partir de la combinación de la Segunda Ley de Newton y las ecuaciones de cinemática. Uno de nuestros objetivos será aprender a utilizar estos métodos, así como entender los términos relacionados con los mismos. La imagen 1 (¡realmente son variasimágenes!), muestra una pelota rebotando. Conforme se mueve, la energía de dicho objeto va cambiando: de potencial a cinética y de cinética a potencial (eso sí: se pierde energía debido a cada rebote, que no es más que una colisión entre la pelota y el suelo).
Ing. Alex Fernando Santos Escobar (afseunah@gmail.com)
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CONTENIDO 1. Trabajo de una Fuerza Si buscamos una definición detrabajo en el Diccionario de la Lengua Española (Real Academia Española) encontraremos varios significados, entre ellos: - Obra, resultado de la actividad humana. - Esfuerzo humano aplicado a la producción de riqueza, en contraposición a capital. - Mec. Producto de la fuerza por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forma la una con el otro. ¡¡Esta últimadefinición es la que nos interesa!! El trabajo de la fuerza F correspondiente al desplazamiento d es, por definición, la cantidad (Producto escalar o producto punto de 2 vectores)
Donde θ es el ángulo entre los vectores F y d.
mov θ
F d
El trabajo es una cantidad escalar que tiene magnitud pero no dirección. En unidades del SI, el trabajo se expresará en *Newton·metro+, unidad a la que se lellama *Joule+. En unidades del Sistema Inglés, el trabajo se expresará en [libras·pie].
2. Trabajo Efectuado Por Un Resorte Un resorte conectado a un bloque sobre una superficie horizontal sin fricción, al ser comprimido o alargado una pequeña distancia de su posición de equilibrio ejercerá una fuerza sobre el bloque expresada por: Fs = -kx (Ley de Hooke) donde x es el desplazamiento del bloquedesde su posición de equilibrio (es decir, la deformación del resorte) y k es una constante positiva llamada constante de fuerza del resorte, cuyas unidades son N/m. Un valor alto de k identifica a un resorte rígido y un valor pequeño identifica a un resorte suave. El signo negativo indica que la dirección de la fuerza que hace el resorte sobre el bloque es opuesta a la deformación del resorte.Ing. Alex Fernando Santos Escobar (afseunah@gmail.com)
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bloque
Resorte en reposo
bloque
Resorte en reposo
x
Resorte comprimido Resorte estirado
x
Fs
Fs
El trabajo efectuado por la fuerza del resorte cuando el bloque se mueve en un desplazamiento arbitrario es:
El trabajo neto hecho por la fuerza del resorte cuando el bloque se mueve de xi = -xmáx a xf =xmáx es cero. El trabajo realizado sobre el resorte por un agente externo es igual al negativo del trabajo efectuado por la fuerza del resorte, dado que la fuerza aplicada Fap es igual y opuesta a la fuerza del resorte Fs.
3. Energía En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. La energía no es un estado físico real, ni una "sustancia intangible" sino sólo una...
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