Energía y Trabajo en Física
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Questions and Answers

¿Cuál es la relación entre el trabajo realizado por fuerzas no conservativas y el cambio en la energía mecánica de un sistema?

  • El trabajo realizado es siempre igual al cambio en la energía cinética.
  • El trabajo realizado es igual al cambio en la energía potencial gravitacional.
  • El trabajo realizado es el doble del cambio en la energía total del sistema.
  • El trabajo realizado es igual al cambio en la energía mecánica total del sistema. (correct)

Al calcular el cambio de energía potencial gravitacional de un objeto de masa m, ¿qué fórmula se utiliza?

  • EP = m(g)(h)
  • EP = mgy inicial - mgy final
  • EP = (ECf - ECi) + (EPf - EPi)
  • EP = mg(hf - hi) (correct)

¿Qué representa la potencia promedio en un sistema físico?

  • La energía cinética por unidad de tiempo.
  • La cantidad de energía transferida dividida por el tiempo que toma la transferencia. (correct)
  • La velocidad del objeto multiplicada por la masa.
  • La energía total dividida entre la masa del objeto.

Al aplicar el teorema trabajo-energía, ¿qué ecuación se utiliza para incluir la energía potencial gravitacional?

<p>Wnc = (ECf - ECi) + (EPf - EPi) (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué conceptos no están asociados con el trabajo gravitacional y la energía potencial gravitacional?

<p>La energía química del objeto. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué relación se establece entre el trabajo neto realizado y la energía cinética?

<p>El trabajo neto es igual al cambio en la energía cinética. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la unidad de medida utilizada para el trabajo y la energía en el sistema internacional?

<p>Joules (C)</p> Signup and view all the answers

Cuando se considera la fricción al calcular el trabajo, ¿qué no se debe asumir?

<p>Que el trabajo realizado por la fricción es cero. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se debe hacer al resolver problemas con fuerzas aplicadas?

<p>Calcular el trabajo de cada fuerza y sumarlas. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del trabajo realizado por fuerzas conservativas como la gravedad?

<p>Convertirse en energía potencial. (D)</p> Signup and view all the answers

En la ecuación que relaciona trabajo y energía, ¿qué representa Wneto?

<p>El trabajo realizado por todas las fuerzas sobre el objeto. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula el trabajo realizado por una fuerza aplicada durante un desplazamiento?

<p>Multiplicando la fuerza por el desplazamiento en la dirección de la fuerza. (D)</p> Signup and view all the answers

La segunda ley de Newton está relacionada con qué aspecto de los problemas físicos?

<p>La aceleración de un objeto dada una fuerza neta. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fórmula representa el trabajo realizado en un objeto por una fuerza constante?

<p>$W = (F ext{ cos } u) d$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define la energía cinética de un cuerpo?

<p>$EC = rac{1}{2} mv^2$ (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué indica el teorema trabajo-energía?

<p>El trabajo realizado es igual a la energía cinética final menos la energía cinética inicial. (B)</p> Signup and view all the answers

En la fórmula del trabajo $W = (F ext{ cos } u) d$, ¿qué representa $u$?

<p>El ángulo entre la dirección de la fuerza y el desplazamiento (A)</p> Signup and view all the answers

Si un bloque se mueve sobre una superficie sin fricción, ¿qué se puede afirmar sobre el trabajo realizado?

<p>El trabajo realizado es igual a la variación de la energía cinética del bloque. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el desplazamiento $d$ en la fórmula del trabajo es correcta?

<p>Puede ser negativa si el objeto se mueve en la dirección opuesta a la fuerza. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué valor se utiliza para $v$ en la fórmula de energía cinética cuando el objeto se encuentra en reposo?

<p>0 (D)</p> Signup and view all the answers

Si la fuerza aplicada $F$ y el desplazamiento $d$ son perpendiculares, ¿qué sucede con el trabajo realizado?

<p>El trabajo es igual a cero. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa $W_{nc}$ en el teorema trabajo-energía?

<p>El trabajo realizado por fuerzas no conservativas (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se relaciona el trabajo en un sistema con la energía mecánica total?

<p>El trabajo realizado por fuerzas conservativas es igual al cambio en la energía mecánica (D)</p> Signup and view all the answers

En la conservación de energía mecánica, ¿qué se debe definir además del punto cero para la energía potencial gravitacional?

<p>El punto de equilibrio de todo resorte (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la energía mecánica si se realiza trabajo por fuerzas no conservativas?

<p>Disminuye, debido a la transformación en otras formas de energía (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre las fuerzas conservativas?

<p>El trabajo realizado se puede recuperar completamente (B)</p> Signup and view all the answers

Al escribir el teorema trabajo-energía, $W_{nc} + W_{c} = riangle E_C$ describe qué?

<p>El trabajo total realizado en un sistema y el cambio de energía (D)</p> Signup and view all the answers

En un sistema con resortes y gravedad, ¿qué se debe considerar además de las energías potenciales?

<p>El punto de equilibrio del resorte (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué implica que la energía mecánica total esté cambiando?

<p>Que hay una pérdida de energía que se convierte en trabajo no mecánico (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre el trabajo neto realizado sobre un objeto y su energía cinética?

<p>El trabajo neto realizado es igual al cambio en la energía cinética del objeto. (D)</p> Signup and view all the answers

Si un objeto de masa m se desplaza bajo la acción de una fuerza neta constante, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

<p>El objeto se mueve con aceleración constante. (C)</p> Signup and view all the answers

Si la fuerza neta sobre un objeto es constante y positiva, ¿cómo afectará esto a su velocidad?

<p>La velocidad aumentará continuamente. (A)</p> Signup and view all the answers

En el teorema trabajo-energía, ¿qué representa la variable Wneto?

<p>El trabajo total realizado por todas las fuerzas externas sobre el objeto. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fórmula se utiliza para calcular el trabajo neto cuando un objeto se mueve bajo aceleración constante?

<p>$W_{neto} = \frac{1}{2} m (v^{2} - v_{0}^{2})$ (B)</p> Signup and view all the answers

Si un objeto tiene una velocidad inicial $v_{0}$ y una velocidad final $v$, ¿qué representa la diferencia $v - v_{0}$?

<p>El cambio en la velocidad del objeto. (A)</p> Signup and view all the answers

Si se conoce el trabajo neto realizado sobre un objeto y su masa, ¿qué se puede calcular fácilmente?

<p>El cambio en su velocidad. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué condición se asume para aplicar la ecuación $W_{neto} = \frac{1}{2} mv^{2} - \frac{1}{2} mv_{0}^{2}$?

<p>Que la aceleración del objeto sea constante. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son dos ejemplos de fuerzas no conservativas?

<p>La fuerza de fricción y la fuerza de resistencia del aire (C)</p> Signup and view all the answers

Si arrastramos un objeto sobre una superficie rugosa, ¿qué sucede con el trabajo realizado?

<p>Una parte del trabajo se disipa en forma de calor (D)</p> Signup and view all the answers

Si un objeto se mueve de un punto A a un punto B a lo largo de diferentes trayectorias, ¿qué se cumple para las fuerzas conservativas?

<p>El trabajo realizado es independiente de la trayectoria seguida (C)</p> Signup and view all the answers

En el caso de una fuerza no conservativa, ¿qué sucede con el trabajo realizado al mover un objeto entre dos puntos a lo largo de diferentes trayectorias?

<p>El trabajo realizado es diferente para cada trayectoria seguida (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se caracteriza la fuerza de resistencia del aire en términos de trabajo y trayectoria?

<p>Es una fuerza no conservativa, el trabajo realizado depende de la trayectoria. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa que una fuerza es no conservativa en términos de la conservación de energía?

<p>No se conserva la energía total del sistema, se pierde energía durante el proceso. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones es un ejemplo de una fuerza conservativa?

<p>La fuerza gravitacional (B)</p> Signup and view all the answers

Si empujamos un objeto sobre una superficie horizontal sin fricción, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

<p>El trabajo realizado es positivo y la energía total del objeto se conserva. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Teorema trabajo-energía

El método que relaciona la velocidad de un objeto con el trabajo neto realizado sobre él por fuerzas externas.

Energía cinética (KE)

La cantidad de energía que un objeto posee debido a su movimiento.

Velocidad inicial (v0)

La velocidad de un objeto al inicio de un intervalo de tiempo.

Velocidad final (vf)

La velocidad de un objeto al final de un intervalo de tiempo.

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Fuerza neta (Fneta)

La suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto.

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Desplazamiento (Δx)

El cambio en la posición de un objeto, medido como la distancia entre su posición inicial y final.

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Aceleración (a)

La tasa de cambio de la velocidad de un objeto.

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Energía

La capacidad de realizar trabajo.

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Fuerzas no conservativas

Fuerzas que no pueden convertir completamente el trabajo realizado en energía potencial.

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Fuerzas conservativas

Fuerzas que recuperan el trabajo realizado en forma de energía potencial.

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Ejemplo de Fuerza no conservativa: Fricción cinética

La fricción cinética es un ejemplo de fuerza no conservativa donde la energía se pierde como calor.

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Ejemplo de Fuerza no conservativa: Resistencia del aire

La fuerza de resistencia del aire es una fuerza no conservativa que genera calor mientras un objeto se mueve en el aire.

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Ejemplo de Fuerza no conservativa: Motor de reacción

La fuerza aplicada por un motor de reacción en un avión es un ejemplo de fuerza no conservativa porque utiliza combustible para generar energía.

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Ejemplo de Fuerza no conservativa: Propela de un submarino

La fuerza aplicada por una propela en un submarino es un ejemplo de fuerza no conservativa porque utiliza energía mecánica para generar movimiento.

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Definición: Fuerza no conservativa

Si el trabajo realizado por una fuerza no conservativa no se puede recuperar, se define como una fuerza no conservativa.

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Definición: Fuerza conservativa

Si una fuerza permite recuperar el trabajo realizado como energía potencial, se clasifica como una fuerza conservativa.

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Conservación de la energía mecánica

La energía mecánica total de un sistema permanece constante cuando no hay fuerzas no conservativas actuando sobre él.

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Energía potencial

La energía almacenada en un objeto debido a su posición o configuración.

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Energía mecánica

La suma de la energía cinética y la energía potencial de un sistema.

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Fuerza de fricción

La fuerza que se opone al movimiento relativo de superficies en contacto.

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Energía cinética

La energía relacionada con el movimiento de un objeto.

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Energía potencial elástica

La energía almacenada en un objeto debido a su deformación elástica.

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Trabajo (W)

El trabajo realizado en un objeto por una fuerza constante es W = (F cos θ) Δx, donde F es la magnitud de la fuerza, Δx es el desplazamiento del objeto y θ es el ángulo entre la dirección de la fuerza F y el desplazamiento Δx.

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Teorema trabajo-energía generalizado

El trabajo realizado por todas las fuerzas no conservativas que actúan en un sistema es igual al cambio en la energía mecánica total del sistema.

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Potencia promedio

La potencia promedio es la cantidad de energía transferida dividida entre el tiempo que le toma a la transferencia.

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Cambio de energía potencial gravitacional

El cambio en la energía potencial gravitacional de un objeto de masa m al moverse entre dos puntos en un campo gravitacional se calcula sustituyendo los valores de las coordenadas y del objeto.

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Trabajo realizado por la gravedad

El trabajo realizado por la fuerza de la gravedad cuando un objeto cae es igual a mgyi - mgyf.

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Teorema trabajo-energía (con energía potencial)

Wnc = (ECf - ECi) + (EPf - EPi)

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Study Notes

Energía

  • La energía es uno de los conceptos más importantes de la ciencia.
  • Se relaciona con el combustible para transporte y calefacción, electricidad, e incluso la masa de la materia.
  • Se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total en un sistema aislado permanece constante.
  • La energía mecánica es la suma de la energía cinética (movimiento) y la energía potencial (posición relativa).

Trabajo

  • En física, el trabajo se realiza cuando se aplica una fuerza sobre un objeto y éste se desplaza.
  • La magnitud del trabajo se calcula como el producto de la fuerza y el desplazamiento en la dirección de la fuerza (W = Fd cos θ).
  • La unidad de trabajo es el joule (J).
  • El trabajo se considera una cantidad escalar.

Energía Cinética y Teorema Trabajo-Energía

  • La energía cinética es la energía asociada con el movimiento de un objeto (EC = 1/2 mv²).
  • El teorema trabajo-energía establece que el trabajo neto realizado sobre un objeto es igual al cambio en su energía cinética.
  • El cambio en la energía cinética se debe completamente al cambio en la velocidad del objeto.

Energía Potencial Gravitacional

  • La energía potencial gravitacional se refiere a la energía asociada con la posición de un objeto en un campo gravitatorio (EP = mgh).
  • Es importante elegir un punto de referencia para la energía potencial gravitacional.
  • La energía mecánica total (suma de la energía cinética y la energía potencial gravitacional) se conserva en un sistema donde sólo actúa la fuerza gravitacional.

Energía Potencial Elástica

  • La energía potencial elástica se relaciona con la deformación de un resorte (EP = 1/2 kx²), donde k es la constante del resorte.
  • El valor de k representa la rigidez del resorte.
  • El trabajo realizado por la fuerza del resorte puede ser considerado como energía almacenada.

Sistemas y Conservación de la Energía

  • Un sistema consiste en un conjunto de objetos que interactúan dentro de él.
  • El principio de conservación de la energía establece que la energía total de los sistemas aislados permanece constante (no puede crearse ni destruirse).
  • El teorema trabajo-energía resulta útil con sistemas donde hay fuerzas conservadoras (como la gravedad o resortes).

Potencia

  • La potencia es la tasa a la que se realiza trabajo o se transfiere energía (P = W/Δt o P = Fv).
  • Se expresa en watts (W).
  • Es una cantidad que es clave en el diseño y uso de dispositivos.

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Energía PDF - Resumen

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Este cuestionario explora los conceptos fundamentales de la energía y el trabajo en física. Aprenderás sobre energía cinética, el teorema trabajo-energía y cómo se relacionan estos conceptos. Refuerza tus conocimientos sobre la transformación y conservación de la energía.

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