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UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MEXICO
Bachillerato Campus Hermosillo
FÍSICA I
Mtra. Alma Catalina Gámez
Equipo:
Cristina García Bufanda
Karen Mayorga García
Alejandro Gastélum Aguilar
Alma Lorena Sánchez Rodríguez
Gabriela Gastélum Urbina
Ana Lidia Valenzuela Estrada
PROYECTO III PARCIAL
“TRABAJO Y ENERGIA”
TEORÍA:
1. Defina los siguientes términos: (concepto y fórmula)
a) Trabajo: magnitud física escalar que se representa con
la letra
(del inglés Work) y se expresa en unidades
de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema
Internacional de Unidades.
b) Energía: capacidad para realizar un trabajo
c) Joule (unidad): unidad del sistema internacional utilizada para medir
energía, trabajo y calor, su unidad es J.
d) Energía cinética: es lo contrario a la energía potencial es decir cuando esa
energía potencial se libera, se convierte en energía cinética o energía en
movimiento.
Ec = 1/2 m v2
e) Energía Potencial: energía almacenada, si es gravitatoria significa que un
objeto estático se encuentra a una altura determinada, entonces la energía
potencial es energía en reposo o almacenada.
Ep = m g h
f) Energía térmica: energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de
la naturaleza o del sol, mediante una reacción externa.
2. ¿Qué condiciones se deben cumplir para que se realice Trabajo?
-Debe haber una fuerza aplicada
-La fuerza debe actuar a través de cierta distancia, nuestro desplazamiento.
-La fuerza debe tener una componente que acompañe al desplazamiento (que
no sea perpendicular)
3. Enuncie la Ley de conservación de la energía.
Es el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total
de energía en cualquier cuerpo permanece invariable con el tiempo, aunque
dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. La ley de la
conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse,
sólo se puede cambiar de una forma a otra
En otras palabras: “la energía no se crea ni se destruye solo de transforma”
4. Defina interconversión de energía y ejemplifique.
La interconversión de energía (entre energía potencial y cinética) es cuando
la energía potencial se convierte en energía cinética o viceversa. La energía
interna o microscópica radica en la estructura de la materia, en las
moléculas, los átomos y las partículas que la forman
A la suma de ambas energías, cinética y potencial, le llamamos energía
mecánica:
Energía mecánica = Energía cinética + Energía potencial
Ejemplo:
Cuando un malabarista lanza una pelotita hacia arriba está realizando un
trabajo sobre ella. Cuando la velocidad se reduce (ya que la tierra ejerce una
fuerza de atracción hacia ella): la bola asciende pero la fuerza es hacia
debajo de tal forma que el trabajo realizado sobre la pelota es negativo y la
energía cinética de la bola es cada vez menor. Cuando alcanza su altura
máxima, su velocidad, en ese instante se termina y su energía cinética se ha
transformado en energía potencial y la bola inicia su regreso.
En el momento que regresa a la mano del malabarista, la gravedad ha
realizado una cantidad igual de trabajo positivo, y la bola recupera su
velocidad original, por lo que la energía potencial se empieza a transformar
en energía cinética adquiriendo el mismo valor que tenía cuando abandono
su mano.
La energía cinética que se le dio a la pelota se transformo en energía
potencial, y de nuevo, en energía cinética.
5. Escriba y enuncie la ecuación de interconversión de energía.
Em= Ec+Ep+Et
“La energía mecánica de un cuerpo es igual a la suma de su energía cinética,
potencial y térmica, ésta última sin considerar fricción.”
6. Compárense las energías potenciales de dos cuerpos A y B Si a) La altura
de A es dos veces la altura de B, pero tienen la misma masa, b) B pesa el
doble que A pero están a la misma altura y c) A pesa el doble que B,
pero la altura de B es dos veces la altura de A.
EP= mgh
a) La masa y la gravedad es igual en los dos cuerpos, lo que cambiaría es la
altura así que la energía potencial del cuerpo A sería el doble que la del
cuerpo B. (por ejemplo: EP=mgh, m=1kg y g=9.8, mg= 9.8; sólo cambia
la altura)
b) Sería igual que el ejemplo anterior sólo que aquí nada más cambiaría la
masa. La energía potencial del cuerpo B sería el doble que la del cuerpo
A. (es el doble porque su masa es el doble.)
c) La energía potencial de ambos sería igual. Ya que aunque el cuerpo A
tiene más masa y menos altura y el cuerpo B tiene menos masa y más
altura. (se compensan entre sí). Por ejempo demos valores para
comprobar.
A) M=10 g=9.8 h=10. EP1= mgh=10*9.8*10
B) M= 5 g=9.8 h=20. EP2=mgh=5*9.8*20
EP1= EP2
7. Compárense las energías cinéticas de dos cuerpos A y B si a) A tiene el
doble que la velocidad de B, b) A posee la mitad de la masa de B, y c) A
posee el doble de la masa y la mitad de la velocidad de B.
a) Si A tiene el doble de velocidad que B y ambos tienen la misma masa,
entonces la energía cinética de A será 4 veces la de B. (sólo cambia la
velocidad, como ésta está al cuadrado se cuadriplica)
b) Si A la mitad de masa y la misma velocidad que B. La energía cinética del
cuerpo A será la mitad de la del cuerpo B. (aquí cambia la masa, si la
masa es la mitad así será la energía cinética.)
c) Si A posee el doble de masa y la mitad de velocidad que B. La energía
cinética del cuerpo A será la mitad de la del cuerpo B como en el caso
anterior. Cambian ambos, pero como esta cambiando la velocidad (se
cuadriplica) y también la masa (disminuye en la mitad) sería como si solo
disminuyera la mitad.
8. ¿Puede un cuerpo tener energía? Y ¿poseer Trabajo? Explique.
Todo cuerpo es capaz de poseer energía en función de su movimiento,
posición, temperatura, masa, composición química y otras propiedades. En las
diversas disciplinas de la física y la ciencia, se dan varias definiciones de
energía, todas coherentes y complementarias entre sí, y todas ellas siempre
relacionadas con el concepto de trabajo
9. Cite un ejemplo en que se ejerza fuerza sobre un objeto sin que se
efectúe un trabajo.
Cuando la fuerza y la fricción tienen el mismo trabajo, por ejemplo, se
empuja una caja horizontalmente con 20N de fuerza y la fricción del suelo
también es de 20 N; la caja no se moverá así que es trabajo es nulo aunque
se haya aplicado fuerza alguna.
10. Si se duplica la velocidad de un cuerpo, ¿en cuánto se incrementa su
energía cinética?
Si la velocidad se duplica la energía cinética de multiplica por 4
11. ¿Cuál tiene mayor energía cinética, un auto que viaja a 30 km/h u otro
con la mitad del peso que viaja a 60 km/h?
El segundo, porque sería menos peso (la mitad que el otro auto) a más
velocidad; esto incrementaría el doble su energía cinética.
Ejemplo donde m= 10:
A ) EC=1/2mV2
EC=1/2(10)(30)2
EC= 4500J
b) EC=1/2 (10) (60)2
EC=18000J
12. ¿Puede ser negativo el trabajo? Explique y de un ejemplo.
Si, Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es
negativo.
Ejemplo: el trabajo que realiza la fuerza del resorte cuando este es estirado por
un agente externo, el resorte ejerce una fuerza en la dirección opuesta a la que
es estirado y por tanto un trabajo negativo (cuando se aplica mas fricción que
fuerza)
13. Es la energía ¿una cantidad escalar o vectorial? Explique.
Es una cantidad escalar ya que representa que energía tiene un cuerpo dado
que se mueve, sin importar en qué dirección lo hace.
14. El corazón humano consume aproximadamente 1 J de energía en cada
latido. ¿Cuántos joules deberá suministrar diariamente la comida a una
persona para satisfacer este nivel de energía? Con fines de comparación,
la caloría de nutriólogo contenida en la energía alimentaria equivale a
4184 J.
El corazón de una persona promedio (con una frecuencia de 76
latidos por minuto)late 100.800 latidos veces por día. Esto quiere decir que
necesitaría 100,800J de energía para que éste pueda latir todo el día.
Si una caloría equivale a 4184J, entonces la persona necesitaría consumir un
minimo de 24.09 calorias en su dieta para que su corazón pueda latir.
(una dieta estándar consta de 2000c)
15. Subraye lo correcto:
Dos cajas idénticas se mueven distancias iguales, rectas, horizontales. La
caja A experimenta una fuerza neta constante F en un ángulo
horizontal y la caja B experimenta una fuerza constante de 2F aplicada en
a) Se hace más trabajo sobre A que sobre B,
b) Se hace más trabajo sobre B que sobre A,
c) se hace la misma cantidad de trabajos obre cada caja,
d) no se puede determinar sobre que caja se hace más trabajo a partir de los
datos dados