• ¿Cuál es la idea central del video?

• ¿Qué ideas presentadas en el video ya conocían?

Video: All of the energy in the universe is - George Zaidan and Charles Morton

La Energía

• La energía se puede manifestar de distintas formas:

• Energía Térmica

• Energía Radiante

• Energía Química

• Energía Nuclear

• Energía Mecánica

• …

La energía se transforma entre las distintas formas, pero

la energía total siempre se conserva!

La Energía Mecánica total

•Energía Cinética + Energía Potencial:•EM = K + Ug + Ue

•Energía asociada al movimiento y posición de los cuerpos

•Si no hay roce u otro mecanismo de transformación, la energía mecánica se conserva: EM = Ec + Eg + Ee = constante

Laboratorio de conservación de la energía mecánica

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Grupo 6

y1 (m) 0,34 0,558 0,5 0,405 0,253 0,45

h (m) 0,74 0,754 0,796 0,41 0,8 0,78

m (kg) 0,0217 0,0217 0,0163 0,0163 0,0163 0,0963

d (m) 0,69 0,44 0,83 0,65 0,463 0,84

Etotal (J) 0,0723 0,16 0,127 0,0635 0,0404 0,0719

vB (m/s) 24,73 3,84 15,58 2,81 3,506 2,969

tB-C 0,39 0,39 0,4 0,28 0,61 0,39

a (m) 9,64 1,482 6,632 0,78 46,3 1,185

Existe alguna relación entre el trabajo y la energía?

• La unidad del trabajo es la misma unidad de la energía: Joule

• La energía es la capacidad de realizar trabajo

• Trabajo es el modo en que los cuerpos intercambian energía cuándo existe una fuerza que provoca desplazamiento

• Cuándo se realiza trabajo, se produce una variación de energía -> Trabajo es la energía en movimiento

Trabajo y Energía Cinética

• ¿Cómo relacionamos trabajo y energía cinética?

• Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza que le provoca un desplazamiento en su misma dirección, el trabajo desarrollado coincide con la variación de energía cinética que experimenta el cuerpo

W = Kfinal - Kinicial

Trabajo y Energía Potencial

• ¿Cómo relacionamos trabajo y energía potencial gravitatoria?

• Si sobre un cuerpo actúa una fuerza vertical que le provoca un desplazamiento en la misma dirección con velocidad constante, el trabajo desarrollado coincide con la variación de energía potencial gravitatoria que experimenta el cuerpo

W = Ug_final – Ug_inicial

La potencia

Maserati Ghibli

410 CV de potencia (≈300.000W)0 a 100km/h en 4,8s

• ¿Qué significa la potencia de un auto?

Toyota Yaris

69 CV de potencia (≈50.700W)0 a 100km/h en 15,3s

La potencia eléctrica• ¿Qué significa la potencia de un electrodoméstico?

¿Cuál hervidor calienta un litro de agua en menos tiempo?

1800W 2000W

La potencia mecánica• Para medir la rapidez con que se realiza un

trabajo, se define la potencia

• La potencia mecánica también se entiende como la rapidez con la cual se usa la energía

• Unidad para Potencia: Joule / segundo = Watt

Ejemplos

• Una lavadora permanece en funcionamiento durante 25 minutos. Si la potencia de la lavadora es de 2000W y la empresa de energía cobra el kWh a $295, determina:• la energía consumida por la lavadora en kWh• el costo de mantener la lavadora en funcionamiento

durante los 25 minutos.

Ejemplos

• María tiene una masa de 58 kg y se encuentra a 10 m de altura. Posteriormente sube hasta los 40 m. ¿Qué trabajo realizó su peso? (g = 10 m/s2)

• Francisco tira un elástico con una fuerza de 300 N y logra estirarlo 40 cm. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza sobre el elástico?

Ejemplos

El papá de Tomás quiere mover un mueble con libros y lo arrastra por el suelo sin roce. La masa del sistema mueble-libros es 85kg y el papá de Tomás consigue desplazarlo por 1,3m.

Calcula la rapidez que alcanza el mueble en el instante antes de detenerse si el trabajo realizado por la fuerza es 8J.

¿En cuál de las siguientes situaciones el trabajo es mayor?

• Un camión de 5 toneladas que circula a 40km/h y disminuye su rapidez a 10km/h.

• Una moto de 200kg que se mueve a 80km/h aumenta su rapidez a 120km/h

¿En cuál de las siguientes situaciones el trabajo es menor?

• Un paracaidista de 75kg que salta desde una altura de 3000m hasta que llega al suelo.

• Una grúa que baja desde una altura de 60m un trozo de hormigón de 2 ton hasta el suelo.

Resumen

• La energía se transforma entre sus distintas formas, pero la energía total siempre se conserva

• La energía mecánica es la asociada al movimiento y posición de los cuerpos. Si no hay roce u otro mecanismo de transformación, la energía mecánica se conserva: EM = K + Ug + Ue = constante

• Cuándo se realiza trabajo, se produce una variación de energía -> Energía es la capacidad de realizar trabajo

• La potencia mide la rapidez con que se realiza trabajo o se utiliza la energía