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PRESENTACION DE MATERIAL DE APOYO DE LA MATERIA DE FISICA
Tipo: Diapositivas
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EQ Ey Lo Ch Se
La energía es la capacidad de una fuerza de generar una acción o un trabajo. El término proviene del vocablo griego energía, que significa “actividad”, y se usa en diversas áreas del conocimiento como son la física y la química. Toda fuerza que realiza un trabajo sobre un objeto provocará un cambio de energía en el. Existe un principio fundamental en física que se conoce como el principio de conservación de la energía, que establece que la energía no puede crearse ni destruirse sino que solo puede transformarse. Por ejemplo, un objeto que cae de cierta altura con una velocidad inicial igual a cero, transforma toda su energía potencial gravitatoria en energía cinética a medida que va ganando velocidad al acercase al piso. El principio de conservación de la energía rige absolutamente todos los fenómenos físicos, desde la caída de un objeto hasta la formación de una estrella.
Es la energía que posee un cuerpo a causa de su movimiento. Se trata de la capacidad o trabajo que permite que un objeto pase de estar en reposo, o quieto, a moverse a una determinada velocidad. Un objeto que esté en reposo tendrá un coeficiente de energía cinética equivalente a cero al ponerse en movimiento y acelerar, este objeto irá aumentando su energía cinética y, para que deje de moverse y vuelva a su estado inicial, deberá recibir la misma cantidad de energía que lo ha puesto en movimiento, pero esta vez negativa o contraria. La energía cinética ( Ec ) depende de la masa y la velocidad del cuerpo. Para calcularla, debes tener en cuenta que la energía cinética se mide en Julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s) su fórmula es la siguiente: Ec= ½ mv² Aunque debes recordar que la energía cinética debe calcularse de distintas maneras según las características del objeto. Dependiendo de su masa y velocidad, deberás usar las reglas de la mecánica clásica, de la mecánica relativista o de la mecánica cuántica.
Dado que la energía cinética está directamente relacionada con el movimiento de un objeto podemos distinguir dos tipos de energía cinética: La energía cinética de traslación, en la que el objeto describe una trayectoria lineal. La energía cinética de rotación, en la que el objeto gira sobre sí mismo.
Es la energía que posee un objeto debido a su posición en un campo gravitatorio y representa el potencial que un objeto tiene para realizar trabajo como resultado de estar ubicado en una posición particular dentro de ese campo gravitatorio. Un ejemplo: Si suponemos el campo gravitatorio de la tierra. Una pelota sobre su superficie no tiene energía potencial gravitatoria, pero si la elevamos a una altura de 3 metros el trabajo necesario para elevarla respecto a la superficie de la tierra es la energía potencial gravitatoria que tendrá la pelota a esa altura de 3 metros. Como ves la Energía Potencial Gravitatoria de la pelota depende de su posición y representa el trabajo realizado para colocarla en esa posición. Expliquemos un poco mejor todo esto para entenderlo. Lo primero que tenemos que recordar es la Ley de Newton sobre la Ley de Gravitación Universal o Fuerza de Gravedad. Esta ley nos dice que 2 cuerpos cualquiera en el espacio, solo por el hecho de tener masa, se atraen con una fuerza llamada «fuerza de gravedad».
¿Qué es el trabajo en física? En física, se entiende por trabajo al cambio en el estado de movimiento de un cuerpo producido por una fuerza de una magnitud dada o, lo que es lo mismo, será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de una manera acelerada. El trabajo se produce, por ejemplo, cuando un hombre empuja un vehículo sin combustible por la calle o cuando una máquina hidráulica levanta una pesada caja de madera. Para calcularlo, pues, se deben considerar la fuerza aplicada (con su respectiva dirección) y la distancia recorrida por el cuerpo en movimiento.
POTENCIA Similarmente, la potencia es la relación entre el trabajo efectuado y el tiempo que tomó realizarlo. Se representa con la letra P y se mide en watts (1 watt = 1 J / seg.) y responde a la fórmula: P = W/Δt. Por eso es que, por ejemplo, un adulto es más potente que un niño ya que puede levantar con más fuerza un determinado cuerpo que el niño. Medimos la potencia en Watts (que corresponde a un Joule por segundo, es decir, un Joule es el trabajo que se necesita para producir un Watt de potencia en un segundo).
La conservación de la energía puede demostrarse rigurosamente mediante el teorema de Noether como consecuencia de la simetría de traslación del tiempo continuo; es decir, a partir del hecho de que las leyes de la física no cambian con el tiempo. Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es que no puede existir una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo, es decir, ningún sistema sin un suministro de energía externo puede entregar una cantidad ilimitada de energía a su entorno. Para los sistemas que no tienen simetría de traslación temporal, puede no ser posible definir la conservación de la energía. Algunos ejemplos son los espacios- tiempo curvos en la relatividad general^4 o los cristales de tiempo en la física de la materia condensada. De acuerdo al Principio de Conservación de la Energía, al introducir en un sistema una cantidad de calor (Q) determinada, ésta será siempre igual a la diferencia entre el aumento de la cantidad de energía interna (ΔU) más el trabajo (W) efectuado por dicho sistema. De esa manera, tenemos la fórmula: Q = ΔU + W, de donde se desprende que ΔU = Q – W.
Este principio establece que el trabajo mecánico realizado sobre un cuerpo es igual al cambio en la energía cinética del cuerpo. Esto significa, que el trabajo mecánico es igual a la energía cinética final menos la energía cinética inicial del cuerpo. La fórmula que relaciona el trabajo mecánico con el cambio de energía cinética: El trabajo mecánico es igual a la diferencia entre la energía cinética final, menos la energía cinética inicial. O sea: El trabajo mecánico es igual a la diferencia entre, el producto de un medio por la masa por la velocidad final al cuadrado, menos el producto de un medio, por la masa, por la velocidad inicial al cuadrado. Donde:
Supongamos que hay una niña sobre un tobogán, en reposo. Sobre ella actúa solo una energía potencial gravitatoria, por tanto su energía cinética es de 0 J. Al deslizarse tobogán abajo, en cambio, su velocidad aumenta y también su energía cinética, pero al perder altura, su energía potencial gravitatoria también disminuye. Finalmente, alcanza la velocidad máxima justo al final del tobogán, con su máximo de energía cinética. Pero su altura habrá disminuido y su energía potencial gravitatoria será de 0 J. Una energía se transforma en otra, pero la suma de ambas arrojará siempre la misma cantidad en el sistema descrito. Otro ejemplo posible es el funcionamiento de un bombillo, que recibe una cantidad determinada de energía eléctrica al accionar el interruptor y la transforma en energía lumínica y en energía térmica, pues el bombillo se calienta. El monto total de energía eléctrica, térmica y lumínica es el mismo, pero se ha transformado de eléctrica en lumínica y térmica.
La masa de un objeto es de 32 kg el cual al aplicarse a una fuerza se mueve con una velocidad de 32 km / h. Determinar la energía cinética DATOS : M = 32 kg V = 32 km / h Ec = ½ mv
IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
PRINCIPIO Los principios de la física se consideran como las bases sobre las cuales se han construido y siguen construyendo las demás leyes y ecuaciones. Dichos principios suelen considerarse como sentidos comunes físicos, ya que sus conceptos y aplicaciones son coherentes entre sí. Gracias a las bases que proveen los principios de la física, es possible establecer un complejo conjunto de ecuaciones que se aproximan a la explicación de los fenómenos que componen el mundo físico. Tradicionalmente, se conocen 5 principios básicos, que son: Principio de constitución. Principio de causalidad: Principio de covarianza: Principio de invarianza o simetría: Principio de equiprobabilidad: