121 Trabajo Y Energia

Dinámica
Cantidad de Movimiento
Energía
Trabajo
(GENERALIDADES)

Mecánica Clásica

Estática

Equilibrio
(sin movimiento)

Cinemática

Mecánica newtoniana o
mecánica vectorial
Fuerzas

Dinámica

Movimiento
Velocidad
constante

Movimiento
Acelerado

No toma en
cuenta las causas
que lo producen

Toma en cuenta
las causas que
los producen

Fuerza
Se Aplica

No se Aplica

Si Hay
movimiento

No haymovimiento

Principio Masa

Acción - Reacción

2ª Ley de Newton

3ª Ley de Newton

El cuerpo es acelerado
F= ma

La fuerza aplicada no
es suficiente para
generar movimiento

Inercia
(1ª Ley de
Newton)
Reposo ó Velocidad
constante
(No Acelerado)

Dinámica

Cantidad de Movimiento
Todo objeto en movimiento posee una propiedad que le hace
ejercer una fuerza contra cualquier persona o cuerpo queintente
detenerlo. Cuanto más rápido se mueve el objeto, más difícil es
detenerlo. Si la masa del objeto es mayor, más difícil será
detenerlo.
Por ejemplo, no es tan fácil frenar un automóvil que se mueve a 2
m/s como a una bicicleta que se desplaza a la misma velocidad.
Newton llamó a esta propiedad de un objeto en movimiento
como cantidad de movimiento, también el término momento
lineal del objeto enmovimiento. Se definirá la cantidad de
movimiento lineal o simplemente cantidad de movimiento de la
siguiente manera.

Momento lineal y su conservación
La cantidad de movimiento de una partícula se define como
el producto de la velocidad v por la masa de la partícula:
p = mv

La segunda ley de Newton establece que la fuerza sobre un
objeto es igual a la rapidez de cambio de la cantidad demovimiento del objeto.
En términos de la cantidad de movimiento, la segunda ley de
Newton se escribe como:

dp
F
dt

Considérese el balón de fútbol de masa m y velocidad v
V
Obsérvese que la cantidad de
movimiento de un objeto es
grande si el objeto tiene mucha
masa y gran velocidad.

Cantidad de movimiento = p = m*v = momento

Donde:
p es el símbolo que se usa para representar la cantidad demovimiento. (kg * m/s)
m= masa (kg)
v= velocidad (m/s)  Recuerde que es un vector
¿Qué dirección tendrá?

A partir de la ecuación de definición, la cantidad de movimiento
es una cantidad vectorial, cuya dirección es la misma que la
velocidad v del objeto.
La cantidad de movimiento y la energía cinética dependen tanto
de la magnitud de la velocidad como de la masa. La magnitud de
la cantidad demovimiento de un objeto está relacionada de
manera sencilla con su energía cinética:
EC = mv2 = (mv)2 = p2
2

2m

2m

p  mv

p
v
m

2
2


p
m
p
2
v  2  E   2 
m
2 m 

Energía
Si un objeto puede realizar trabajo, se dice que el objeto posee
energía.

Energía Cinética
Si un objeto puede realizar trabajo, se dice que el objeto posee
energía.
DEFINICIÓN. La capacidad para efectuar un trabajo.Existen varios
tipos de energía, entre ellas la energía cinética.
Una pelota en movimiento puede romper una ventana, un martillo
que cae puede clavar un clavo y una piedra lanzada hacia arriba
puede elevarse contra la fuerza de gravedad.
Es obvio que los objetos en movimiento tienen la capacidad
para realizar trabajo; dicho de otra manera , poseen energía.
La energía que posee un cuerpo debido a sumovimiento se
denomina Energía Cinética (EC).

Supóngase que un carro cargado con una masa total m avanza
con velocidad v0´ como se observa en la figura.
Una persona tira el carro hacia atrás, con fuerza constante -Fx´,
tratando de frenar su movimiento. De acuerdo con la tercera ley
de Newton, el carro ejerce una fuerza igual sobre la persona,
aunque hacia delante. Conforme el carro y la personase mueven
una distancia x, el trabajo realizado por el carro sobre la persona
es: W (sobre la persona) = Fxx

Relaciónese esta cantidad de trabajo con el
cambio resultante en el movimiento del carro.

Al carro se le ejerce una fuerza de retardo -Fx´
por lo que se desacelera. De acuerdo con la
segunda ley de Newton, ax = -Fx/m.
Usando la ecuación de movimiento vf2 – v02 = 2axx para reemplazar
ax...