Fisica Energia Mecanica

Depto de física APUNTES DE FÏSICA 3 ° Medios
Prof: Fdo Pinochet
(Trabajoy Energía Mecánica)
Aprendizajes Esperados :
 Identifican el concepto de trabajo mecánico como el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento logrado.
 Reconocen el trabajo mecánico como una magnitud escalar que puede cuantificarse aplicando la relación
T = F∙d∙cos Identifican el Joule como unidad S.I detrabajo
 Identifican el concepto de potencia mecánica como el trabajo realizado por cada unidad de tiempo

 Cuantificar la potencia aplicando la relación P =
 Identifican el watt como unidad S.I de potencia
 Diferencian los dos tipos de energía,señalando, a lo menos, una característica distintiva de cada una.
 Cuantificar la energía potencial gravitatoria aplicando la relación EP= m ∙g h. Cuantificar la energía cinética aplicando la relación EC =
 Formulan o enuncian el principio de conservación de la energía.
Introducción
Los ejercicios de la Dinámica, el año pasado fueron resueltos por medio de la aplicación de la Segunda Ley de Newton.
En aquellos ejercicios, la aceleración de los cuerpos resultaba constante y el cálculo de la velocidad, distancia y tiempo
era hecho enbase a las funciones del movimiento uniformemente variado.
Sin embargo, en muchos casos, la aceleración es variable y las citadas funciones no son aplicables. En esos casos son
resueltos con la introducción de dos nuevos conceptos: Trabajo y energía.

Definición de trabajo de una fuerza constantesiguiendo una trayectoria rectilínea:

Considere un punto material que se desplaza sobre una recta,desde
la posición A hasta otra posición B, bajo la acción de un sistema de
fuerzas . Sea d el vector desplazamiento y Funa fuerza constante,
entre las que actúan sobre el punto material(fig 1) .
Sea θ el ángulo entre F y d.
Se define trabajo de la fuerza F en el desplazamiento d a la magnitud
escalar:
T = F∙ d ∙cos θ

Donde F es la intensidad de la fuerza F y d el

módulodel vectordesplazamiento.

Trabajo motor, trabajo resistente y trabajo nulo

En la figura 2a, donde θ = 0 y en figura 2b donde θ = es agudo, la fuerza
F favorece el desplazamiento. En ese caso, decimos que F realiza trabajo
motor. Siendocosθ> 0 para θ= 0 y θ agudo, resulta que el trabajo motor
es positivo.

En la figura 3 a, donde θ = 180° y en la figura 3b, donde θ es obtuso, la
fuerza F desfavoreceel desplazamiento. En ese caso, decimos que F
realizatrabajo resistente . Siendo cosθ< 0 para θ = 180° y θ obtuso,
resulta que el trabajo resistente es negativo
En la figura 4, donde θ = 90° esto es, la fuerza F es perpendicular al vector desplazamiento d y el trabajo de F es nulo,
pues cos90° = 0

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Unidades de trabajo: La unidad de trabajo en el Sistema Internacional de unidades (S.I)se denomina Joule ,cuya
símbolo es J.
Un Joule es el trabajo realizado por una fuerza constante de intensidad 1 newton que desplaza su punto de aplicación,
en la dirección y sentido de la fuerza, una distancia de 1 metro.
1J=1N∙m
Ejercicios
1.- Determine el trabajo realizado por la fuerza constante F, de intensidad F = 20 N que actúa sobre un punto material
que se desplaza a lo largo de unsegmento der ecta de extensión d = 5 m , en los casos indicados en la figura .

2.- Un pequeño bloque se desliza en un camino recto, sin roce, bajo la acción de una fuerza constante de intensidad
igual a 250N.Calcule el trabajo de esta fuerza en un desplazamiento de 10 m , en el mismo sentido de la fuerza.
3.- Una fuerza F cuya intensidad es igual a 2N desplaza 5m, en un plano horizontal unpequeño bloque. La fuerza forma
un ángulo de 60° con el desplazamiento. Calcule el trabajo que la fuerza F realiza (cos 60° = 0,5).

4.- Determine el trabajo de cada un de las fuerzas indicadas en
la figura para un desplazamiento d =10 m (cosθ = 0,8

Trabajo de una fuerza constante a través de una trayectoria cualquiera
Considere un punto material que sometido a un sistema de fuerzas,...