TRABAJO POTENCIA ENERGIA MINAS 1

Fundación Universitaria del Área Andina
Departamento de ciencias básicas
3. Trabajo, Potencia y Energía

Profesor: ROSARIO GRANADOS SILVA
Asignatura: FISICA I
Semestre: PRIMERO
Tema: DINAMICA DE LOS SOLIDOS
Título: Trabajo, Potencia y Energía
Marco teórico o conceptual.
Operacionalmente el concepto de trabajo se define como el producto punto de la fuerza en dirección del desplazamientodel cuerpo por el desplazamiento que este sufre.

Propósitos (logros o competencias)
Definir tos conceptos de trabajo, potencia y energía.
Identificar la clase de energía mecánica que posee un cuerpo.
Aplicar el principio de conservación de la energía mecánica en la solución de problemas
Metodología:
Se utilizara como metodología TRABAJO EN GRUPO. (Máximo cinco”5” estudiantes por grupo). Apartir de una lectura previa, desarrollaran los ejercicios propuestos en el taller. Tiempo máximo noventa minutos (30 minutos de lectura y 60 minutos resolviendo el taller).
Bibliografía:
FUNDAMENTOS DE FISICA: 530 / S379f .Serway, Raymond A. México: Cengage Learning Editores,2009
FISICA INTERACTIVA 1: 532.1 / R637f .Rodríguez Puertas Fidel:Villavicencio.Unillanos.2007
Sesión activadora; deconfrontación de ideas y conceptos a validar:
Si una carga debe elevarse a 3 m de altura¿ será preferible emplear una escalera vertical o arrastrarla a lo largo de un plano inclinado?
Sesión de construcción conceptual:
La energía puede definirse en la forma tradicional, aunque no universalmente correcta como "la capacidad de efectuar trabajo". Esta sencilla definición no es muy precisa ni válidapara todos los tipos de energía, como la asociada al calor, pero sí es correcta para la energía mecánica, que a continuación describiremos y que servirá para entender la estrecha relación entre trabajo y energía.
Pero, ¿qué se entiende por trabajo? En el lenguaje cotidiano tiene diversos significados. En física tiene un significado muy específico para describir lo que se obtiene mediante la acción deuna fuerza que se desplaza cierta distancia.
El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como: "el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento".
En forma de ecuación:
, donde W denota trabajo, es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento neto d.
.
En forma más general seescribe:
W=Fdcos, donde F es la magnitud de la fuerza constante, d el desplazamiento del objeto y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento neto. Notemos que Fcos es justamente la componente de la fuerza F paralela a d. Se aprecia que el trabajo se mide en Newton metros, unidad a la que se le da el nombre Joule (J).

1 J = 1 Nm.
Volviendo al tema de la energía, un objeto enmovimiento tiene la capacidad de efectuar trabajo, y por lo tanto se dice que tiene energia. Por ejemplo un martillo en movimiento efectúa trabajo en el clavo sobre el que pega. En este ejemplo, un objeto en movimiento ejerce una fuerza sobre un segundo objeto y lo mueve cierta distancia.
Esta energía de movimiento se llama : Energía Cinética .
Para obtener la relación entre energía y velocidadimaginemos una partícula de masa m que se mueve en línea recta con velocidad inicial Vi. Le aplicamos una fuerza neta constante F sobre ella paralela al movimiento, en una distancia d. Entonces, el trabajo efectuado sobre la partícula es W = Fd. Como F = ma (a, aceleración) y de la fórmula cinemática Vf2 = Vi2 + 2ad, con Vf la velocidad final, llegamos a:
W = Fd = mad = m[(Vf2 - Vi2) / 2d]d
O sea, W= ½mVf2 - ½mVi2
Se ve claramente que estamos en presencia de una diferencia entre cantidades finales e iniciales.
La energía cinética (de traslación) de la partícula se define como la cantidad Ec = ½mv2.
W puede escribirse también W = Ec
O sea el trabajo neto sobre un objeto es igual al cambio de su energía cinética. Este resultado se conoce como el teorema del trabajo y la energía.
Notemos...