energía y trabajo (4º eso)
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Energía y trabajo
Energía
Consideraremos que un cuerpo puede tener energía debido a su posición, a su movimiento o a interacciones con el medio (es decir, le transfieren o le quitan energía).
La energía de un cuerpo o un sistema puede cambiar
entonces si varían la posición, la velocidad o si existen interacciones (Ejemplo: Rozamientos, choques....).
Energía Mecánica
Es la energía debida a la posición y al movimiento y es por tanto suma de la energía cinética y potencial.
Si las fuerzas son conservativas la energía mecánica es:
Em=Ec+Ep=cte
Las fuerzas de rozamiento no son conservativas (hay pérdidas por calor).La energía mecánica no se mantiene cte. en sistemas con Fr.
Energía cinética+Energía Potencial
Si sabemos que la energía mecánica se mantiene cte podemos utilizar:
Ejemplo 1:
Una pelota se deja caer desde 100 m de altura.
Calcula la velocidad con la que llega al suelo:
Podemos despejar la velocidad y obtener:
Trabajo
Decimos que se realiza un trabajo cuando una fuerza actúa en la dirección del desplazamiento.
Importante: Si una Fuerza no actúa integramente en la dirección del movimiento debemos considerar únicamente la componente de esa fuerza en la dirección del movimiento:
Ejemplo 2:
Calcula el trabajo realizado cuando la fuerza F=100N actúa sobre la caja durante 20 m. (El án-gulo 'a' es 30º) :
Caso1: W=F·d=(100·20)Julios
Caso2: W=Fx·d=F·cos(a)·d=(100·0.5·20)Julios
Fuerzas no conservativas
Cuando sobre un sistema actúan fuerzas no con-servativas (como las de Rozamiento, Frenado, Choque...), la energía mecánica no se conserva.
La energía perdida se emplea en realizar un traba-jo.
La Fuerza F es la de Rozamiento, frenada..etc.
Ejemplo 3:
Una Pelota rueda por un plano horizontal a 10m/s. Disminuye su velocidad un 20% en 50m. Calcula el coeficiente de rozamiento:
Calculamos la fuerza de rozamiento sabiendo que: