CATEDRA DE FISICA

Facultad de Ciencias Agrarias

Universidad Nacional de Jujuy.

CICLO LECTIVO 2012

Carreras:

Ing. Agronmica

Lic en Bromatologa

Lic en Biologa

TEMASTEMAS::

CinemticaEsttica

DinmicaTrabajo y Energa

HidrostticaHidrostticaHidrodinmica

CalorimetraElectrosttica

Electrodinmica

ptica

TRABAJO Y ENERGIA

Los conceptos de trabajo y energa se fundamentanen las Leyes de Newton, por lo que no se requiereningn principio fsico nuevo. Con el uso de estas dosmagnitudes fsicas, se tiene un mtodo alternativomagnitudes fsicas, se tiene un mtodo alternativopara describir el movimiento, espacialmente tilcuando la fuerza no es constante.

TRABAJOSi una fuerza F que acta sobre un cuerpo, y el cuerpose desplaza una distancia x por efecto de la fuerza F,entonces se dice que la fuerza ha realizado trabajo Wsobre la partcula de masa m

W = F x

que en este caso particular se define como:

Si la fuerza constante no acta en la direccin delmovimiento, el trabajo que se realiza es debido a lacomponente x (Fx) de la fuerza en la direccin paralelaal movimiento.

TRABAJO

Si es el ngulo medido desde el desplazamiento x hacia la fuerza F, el valor del trabajo W es ahora:

W = (F cos )x

De acuerdo a la ecuacin anterior, se pueden obtener los siguientes conclusiones:

TRABAJO

a)si = 0, es decir, si la fuerza, o una componente dela fuerza, es paralela al movimiento, W = (F cos 0) x =F.x;F.x;

b) si = 90, es decir, si la fuerza o una componente de la fuerza es perpendicular al movimiento, W = (F cos90) x = 0, no se realiza trabajo;

c) si la fuerza aplicada sobre el cuerpo no lo mueve, norealiza trabajo ya que el desplazamiento es cero;

TRABAJO

d) si 0 < < 90, es decir, si la fuerza tiene unacomponente en la misma direccin del desplazamiento,

e) si 90 < < 180, es decir, si la fuerza tiene unacomponente opuesta a la direccin del desplazamiento,el trabajo es negativo y se denomina Trabajo Resistente.

componente en la misma direccin del desplazamiento,el trabajo es positivo; y se denomina Trabajo motor

TRABAJO

Puede suceder que el movimiento se deba a un sistemade fuerzas

En ese caso se puede calcular el trabajo de cada fuerza yEn ese caso se puede calcular el trabajo de cada fuerza yefectuar la suma algebraica o calcular la resultante y conella calcular el trabajo

Unidades:

[W]= [F ]. [d]

TRABAJO

Joule= N . m (MKS)

Ergio= Dyn . cm (CGS)

Kgm= Kg . m (tcnico)

Equivalencias

1joule=1N.1m=1.105dy.100cm = 1.107ergios

1kgm =1 kgf.1m =9,8N.1m=9,8 joule

1kgm =9,8joule=9,8.107ergios

Un cuerpo o sistema de cuerpos posee energa cuando tiene capacidad de producir trabajo.

ENERGIA

La energa puede presentarse de diferentes formasqumica, mecnica, trmica, elctrica, atmica y dequmica, mecnica, trmica, elctrica, atmica y deotras formas.

La energa mecnica puede ser de dos clases energacintica y energa potencial.

ENERGIA

Energa potencial.

Las fuerzas que son funcin de la posicin generanenerga de posicin, a la que se llama Energa Potencial.

El trabajo realizado por la fuerza, para llevarla a su

Se define la energa potencial EP, a aquella que puede obtenerse en virtud de la posicin del cuerpo.

El trabajo realizado por la fuerza, para llevarla a suposicin, se almacena como energa potencial en elobjeto en movimiento.

ENERGIA

W = F.x W= P.dy W= m.g.dy

EP= m.g.h

Por lo que la variacin de energa potencial de lapartcula ser:

ENERGIA

EP= Epf Epi EP = m.g.df m.g.diEP= Epf Epi EP = m.g.df m.g.di

EP= m.g.hf - m.g.hi

Consideremos un cuerpo de masa m convelocidad v. Para medir su energa cinticaapliquemos una fuerza F en sentido contrario al

ENERGIA

Energa cintica

apliquemos una fuerza F en sentido contrario alsentido de la velocidad, la cual proporcionaruna aceleracin F/m

ENERGIA

Deduccin de formula de Energa Cintica

Teorema de las fuerzas vivasTeorema de las fuerzas vivas

Supongamos un cuerpo de masa m en reposo a laaltura h, si lo dejamos caer libremente seguir unatrayectoria vertical AB con MUV, llegando al suelocon velocidad v y energa cintica EC = (1/2) mv2.

ENERGIA

EC = (1/2) mv2

Pero en el recorrido AB=h, el peso del cuerpo habr realizado un trabajo L=P.h=m.g.hun trabajo L=P.h=m.g.h

O sea tenemos simultneamente EPEP= m.g.h

ENERGIA

Energa Mecnica

Em= EP + EC

Teorema de conservacin de la energa mecnicaTeorema de conservacin de la energa mecnica

Unidades

POTENCIA

Se define Potencia, como la rapidez de transferenciade energa.

Tambin se puede definir como la rapidez con que serealiza cierto trabajo,realiza cierto trabajo,

P = L/t

Unidades de potencia

Tcnico MKS watt CGS

POTENCIA

Tcnico MKS watt CGS

Kgm/ s Joule/s ergio/s

Equivalencias

1CV = 736 watt 1HP = 745,7watt