INFORME DE LABORATORIO TRABAJO Y ENERGIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL





LABORATORIO Nº4
FÍSICA I










“Trabajo y energía”
PROFESOR:
ING. ALEX CABALLERO GALLEGO

INTEGRANTES:
CARHUAMACA GÓMEZ BEATRIZ GRECIA.
ORDOÑEZ AIRA MARCO ANTONIO.
RUPAY CONDOR JANNET JULISSA.


2014





INTRODUCCIÓN

Muchas veces suele llamarse trabajo a ciertas actividades que, desde el punto de vistade la física, no pueden ser clasificadas como tal. Para muchos es natural que se utilicen ciertas palabras propias de un lenguaje coloquial para señalar situaciones cotidianas, pero que en la física tienen un significado distinto.
Para que exista trabajo, desde el punto de vista de la física, es necesario tomar en cuenta dos factores. La fuerza que se aplica sobre el cuerpo que se considera, y ladistancia recorrida por efecto de la fuerza que se aplica. Sin embargo, también debe considerarse un detalle, el desplazamiento que se produce debe tener la misma dirección de la fuerza aplicada.
Por otra parte, es posible definir la energía, de una manera sencilla, como la capacidad para realizar un trabajo. Existen muchas formas de energía, como la energía química, la energía solar, la energíanuclear, etc.
A continuación, vamos a tratar principalmente acerca de la energía cinética, la cual conceptualizaremos como la energía que acumulan los cuerpos debido a la velocidad que tienen en un momento dado, y también trataremos acerca de la energía potencial, la cual definiremos como la energía que posee un cuerpo debido a su posición. Por último, haremos uso práctico de ciertas ecuacionesque permiten calcular cuantitativamente el valor de la energía potencial y de la energía cinética. También, utilizaremos ciertas ecuaciones que nos permitirán observar como la energía cinética se convierte en energía potencial, y viceversa, para ciertos fenómenos que estudiaremos.











OBJETIVOS
Verificar el teorema trabajo – energía.
FUNDAMENTO TEÓRICO
CONCEPTO DE TRABAJO
Se denomina trabajoinfinitesimal, al producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.


Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el módulo del vector desplazamiento dr, y ѳ el ángulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento.
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales


Susignificado geométrico es el área bajo la representación gráfica de la función que relaciona la componente tangencial de la fuerza Ft, y el desplazamiento s.


Ejemplo:

Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º, 90º, 135º, 180º.
Solución

Si la fuerza y eldesplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo
Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo.
 
CONCEPTO DE ENERGÍA CINÉTICA

Supongamos que F es la resultante de las fuerzas que actúan sobre una partícula de masa m. El trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valorfinal y el valor inicial de la energía cinética de la partícula.



En la primera línea hemos aplicado la segunda ley de Newton; la componente tangencial de la fuerza es igual a la masa por la aceleración tangencial.
En la segunda línea, la aceleración tangencial at es igual a la derivada del módulo de la velocidad, y el cociente entre el desplazamiento ds y el tiempo dt que tarda en desplazarse esigual a la velocidad v del móvil.

Se define energía cinética como la expresión




El teorema del trabajo-energía indica que el trabajo de la resultante de las fuerzas que actúa sobre una partícula modifica su energía cinética.

Ejemplo:

Hallar la velocidad con la que sale una bala después de atravesar una tabla de 7 cm de espesor y que opone una resistencia constante de F=1800 N. La...