Resumen de la sesion sobre energia potencial, cinetica y mecanica (PDF)

Sesión #5 (lunes 3 de junio 2024) a) Tipos de energía: potencial, cinética y mecánica. Relación entre energía y trabajo. b) Unidad internacional para la energía (Joule). c) Fórmula de energía cinética, energía potencial y energía mecánica. d) Identificación de la energía potencial, cinética y me...

Sesión #5 (lunes 3 de junio 2024) a) Tipos de energía: potencial, cinética y mecánica. Relación entre energía y trabajo. b) Unidad internacional para la energía (Joule). c) Fórmula de energía cinética, energía potencial y energía mecánica. d) Identificación de la energía potencial, cinética y mecánica en situaciones cotidianas.  ¿Qué es trabajo? El trabajo es la transferencia de energía mecánica de un objeto a otro. Dado que el trabajo es un movimiento de energía, se mide en las mismas unidades que la energía, Joules (J). La definición de trabajo en un contexto de física es bastante diferente a cómo se usa en la vida cotidiana. Se define como sigue: “El trabajo se realiza cuando se aplica una fuerza a un objeto a través de una distancia”.  ¿Qué es energía? La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias, y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. Esta se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica. La energía se puede definir como todo aquello que le permite a un cuerpo realizar un trabajo, modificar su estado y, en general, realizar diversas acciones. La energía, en cualquiera de sus expresiones, se mide en Joules, y se denota la letra J. Existen muchas formas de expresión de las energías, pero en realidad estas son presentaciones de dos estados generales de la energía, llamados energía potencial y energía cinética. Un mismo cuerpo puede presentar estos dos tipos de energía, o solamente uno. Si se suman la energía potencial más la energía cinética de un cuerpo, la cantidad de energía obtenida se denomina energía mecánica.  Energía Potencial Es una energía que se encuentra almacenada en los objetos y que puede ser utilizada potencialmente en diversas aplicaciones. La energía química de los alimentos y la contenida en los combustibles, son tipos de energía potencial. Otro tipo de energía potencial es la energía potencial gravitatoria, que es la que posee un objeto, producto de la posición que tiene, respecto a un punto de referencia vertical, que puede ser el suelo. A mayor altura, respecto al punto de referencia se encuentre el objeto, mayor será su energía potencial. La energía potencial se calcula con la formula: Donde: 𝐄𝐩 = energía potencial (J) Ep = m g h m = masa del objeto (kg) g = gravedad de la Tierra (9,8 m/𝐬𝟐 ) h = altura (m)  Datos del ejercicio: 𝐄𝐩 = ¿? m = 65 kg g = gravedad de la Tierra (9,8 m/𝐬𝟐 ) h = 75 m IMPORTANTE: Se recomienda siempre anotar primero los datos del ejercicio, anotar la fórmula a utilizar, desarrollo de la misma y la respuesta final con su respectiva unidad de medida. En el momento de digitar en la calculadora, los valores numéricos (masa, gravedad y altura) se multiplican entre sí  Energía Cinética Esta corresponde a la energía que posee un cuerpo producto del movimiento que presenta. El movimiento puede ser explícito, como el de un auto, o puede ser no muy evidente, como el movimiento de los átomos y moléculas de los cuerpos. La energía cinética se calcula con la fórmula: Donde: m v2 𝐄𝐜 = energía cinética (J) Ec = m = masa del objeto (kg) 2 v = velocidad del objeto (m/s)  Datos del ejercicio: 𝐄𝐜 = ¿? m = 500 kg v = 20 m/s IMPORTANTE: Se recomienda siempre anotar primero los datos del ejercicio, anotar la fórmula a utilizar, desarrollo de la misma y la respuesta final con su respectiva unidad de medida. Si utilizamos esta tecla, se recomienda encerrar entre paréntesis el valor de la velocidad. En cualquiera de las dos técnicas, se utiliza siempre la tecla de fracción.  Energía Mecánica Un cuerpo puede moverse a cierta velocidad, y a la vez encontrarse a cierta altura respecto al suelo, por ejemplo un avión. De esta forma, la energía mecánica corresponde a la suma de la energía potencial más la energía cinética de un cuerpo. La energía mecánica se calcula con la fórmula: Donde: 𝐄𝐦 = energía mecánica (J) Em = Ep + Ec 𝐄𝐩 = energía potencial (J) 𝐄𝐜 = energía cinética (J)  m v2 Ec = 2 1,2 (43)2 Ec = 2 *En el resultado pueden utilizarse uno o dos decimales como máximo.  1) Si el carrito de la montaña rusa pasa Ejemplo (sin fórmulas) por el punto “B” a 50 m/s ¿Qué tipo de energía tiene? 2) Si el carrito se detiene momentáneamente en el punto “C” A C ¿Qué tipo de energía tiene? 3) ¿Cómo se llama la energía que tiene el carrito en el punto A, debido a la B altura a la que se encuentra? 4) ¿Cómo se llama la energía que tiene el carrito en el punto “A” debido a la velocidad que lleva?