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ENERGÍA

Cuándo haces o no trabajo?

El término energía es pronunciado diariamente por los políticos, economistas, físicos, químicos y todas las personas que de una u otra manera se ha planteado como tarea el enfrentar la crisis energética y luchar por la conservación de los recursos naturales no renovables.

Casi toda la energía utilizada por el hombre se ha originado a partir de la radiación solar llegada a la tierra. Un 96% de las necesidades energéticas quedan satisfecha por la combustión de carburantes fósiles como el carbón, petroleo y gas natural que representan la energía química almacenada biológicamente durante el largo pasado de la tierra. Cuando estas fuentes se hayan agotado, el hombre deberá buscar cada vez con mayor dedicación los carburantes nucleares(fusión nuclear y fisión nuclear), la energía de gravitación en las mareas y la energía solar.

Para  pensar...

El término trabajo es muy usual en la vida cotidiana, por ejemplo, cuando nos referimos a los trabajo que realizamos para nuestro desempeño académico. Sin embargo, el término trabajo tienen una connotación distinta cuando se utiliza con el significado técnico que se le atribuye en física.Por otra parte, cuando se dan las especificaciones de los motores o de las máquinas utilizamos el término potencia. Por ejemplo, sabemos que un a automóvil puede tener mejores características si su motor desarrolla mayor potencia.

En este caso se estudiaran los conceptos de trabajo, potencia y energía, los cuales son importantes en la tecnología y aunque la energía se manifiesta en diferentes formas, en este caso se hará énfasis en la energía mecánica, la cual puede presentarse en dos formas distintas: la energía cinética y la energía potencial. También se analizará el principio fundamental de la naturaleza, el principio de conservación de la energía. 

Para responder.....

1. ¿En qué situaciones cotidianas utilizarías el término energía?

2. ¿En qué casos crees que se le asocia mayor energía a un automóvil, cuando se mueve rápido o cuando se mueve despacio?

3. ¿En qué caso crees que se le asocia mayor energía a una banda elástica, cuando está esterida determinada distancia, cm, o cuando está comprimida la misma distancia?

Complementa tu aprendizaje consultado el siguiente link: FUERZA, TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA

TRABAJO Y POTENCIA

TRABAJO

     Si consideramos un cuerpo sobre el cual se ejerce una fuerza F, constante; de tal forma que el movimiento del cuerpo se produce en la dirección en que actúa la fuerza, por lo que se puede decir que el trabajo es la fuerza necesaria para desplazar un cuerpo u objeto una distancia determinada.

Se define el trabajo realizado por la fuerza como el producto punto(producto escalar) de la fuerza por el desplazamiento. W = F.X, donde F es la fuerza aplicada, X  es el desplazamiento y  W es el trabajo.

  - Si la fuerza  se ejerce en la dirección del movimiento, el trabajo es máximo y se denota por   W = F.X. 

  - Si la fuerza  se ejerce de forma perpendicular a la  dirección del movimiento, el trabajo es nulo(0) y se  denota por W = 0.

 - Si la fuerza  se ejerce en sentido contrario al  movimiento, el trabajo es mínimo y se denota por  W = - F.X.

UNIDADES DE TRABAJO

Si se toma como base la definición operacional de trabajo, sus unidades son las de la fuerza multiplicadas por las unidades de longitud como se muestra en la siguiente tabla:                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                            

UNIDADES	FUERZA	LONGITUD	TIEMPO	TRABAJO
MKS  O INTERNACIONAL	N	m	s	N.m = J
CGS	d	cm	s	d.cm= erg
SISTEMA  INGLÉS	Lib-F	ft	s	Lib.ft=MJ

EQUIVALENCIA ENTRE JULIOS Y ERGIOS

1J = N.m = (kg.m/s²).m = ((1000gr)(100cm)/s²).(100cm)

                                          = 10.000.000(gr.cm/ s²).cm     

       =10⁷ d.cm = 10⁷ ergios(erg). Prueba a establecer a  cuanto                                               equivale un ergio en J.

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POTENCIA

      La potencia se define como la rapidez con la que se efectúa un trabajo. Operacionalmente, potencia es la razón entre el trabajo realizado y el tiempo empleado. Por lo tanto a una cantidad dada de trabajo efectuado en un intervalo largo de tiempo le corresponde una potencia muy baja, mientras que si la misma cantidad de trabajo se efectúa en un corto intervalo de tiempo, la potencia desarrollada es considerable.

     P = W/t, la potencia en el sistema internacional de mide en vatios (w), es decir que J/t =w. Un vatio (w), es la potencia que desarrolla una máquina que realiza un trabajo de un julio en un segundo.

      En muchos casos es normal emplear como unidad de trabajo el producto de una unidad de potencia por una unidad de tiempo ; T=P.t por lo tanto el kilovatio-hora es el trabajo hecho por una máquina que desarrolla una potencia de un kilovatio durante una hora.

Bueno te invito que intentes resolver el siguiente taller: TRABAJO

LAS LEYES DE LA DINÁMICA

LA DINÁMICA

¿QUÉ ES FUERZA?

      Cuando se empuja un carro descompuesto, éste se pone en movimiento debido a la acción ejercida sobre él. De igual forma ocurre cuando un monta carga sube un objeto, cuando se empuja el carrito del mercado, cuando se golpea un clavo con un martillo, cuando un jugador de fútbol detiene, patea, o cambia la dirección de la trayectoria del balón. Todas estás situaciones nos permite relacionar la fuerza con una acción que ejerce un cuerpo sobre el otro.

Una fuerza es toda acción que puede variar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o bien, producir deformación sobre él.  Además es una cantidad de tipo vectorial por que cumple con las leyes de los vectores, es decir, tiene magnitud, dirección y sentido.

   Seguramente alguna vez te has preguntado, qué mantiene un edificio en equilibrio, qué hace que un objeto acelere o desacelere, o, cómo es el movimiento de una nave espacial cuando se desplaza por el espacio interplanetario. En todo caso cada situación mencionada nos da la idea de movimiento, cambio de posición o cambio de velocidad de los cuerpos.

      Una de las características principales o elementos que estudia la mecánica clásica , es el por qué o el cómo del movimiento y para ello muchos historiadores, filósofos, físicos, entre otros han incluido en sus manuscritos, apuntes acerca de lo que entienden del movimiento, pues para cualquier persona observadora o medite un instante en lo que lo rodea, se encontrará con las preguntas....¿por qué cambio de lugar?, y por donde, ¿por qué se mueve?, ¿qué lo detiene?, ¿qué lo acelera?

    En los contenidos anteriores, se analizó de forma descriptiva el movimiento de los cuerpos (CINEMÁTICA). Ahora se analizará el por qué del movimiento y la forma en qué unos cuerpos influyen en el movimiento de otros.

      El propósito de la mecánica clásica es establecer una conexión entre le movimiento de un cuerpo y las fuerzas que actúan sobre él. Es importante tener en cuenta que la mecánica clásica se refiere a objetos que son grandes en comparación con las dimensiones de los átomos (1×10─10m) y que se mueven con velocidades mucho menores que la velocidad de la luz (3×108m/s).

     Te darás cuenta que es posible describir la aceleración de un objeto en términos de la fuerza externa resultante que actúa sobre él y la masa del propio objeto. Esta fuerza representa la interacción del objeto y su medio circundante.

También se analizarán las leyes de las fuerzas, las cueles describen el método cuantitativo para

calcular la fuerza sobre un objeto cuando se conocen las características del medio que le rodea. Se verá que, aun cuando las leyes de las fuerzas tienen una forma sencilla, logran explicar satisfactoriamente una amplia variedad de fenómenos y observaciones experimentales. Estas leyes de las fuerzas, junto con las leyes del movimiento, son los fundamentos de la mecánica clásica.

La dinámica es la rama de la física mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos analizando la causa que lo produce.

    Teniendo en cuenta la idea que te da la lectura anterior, responde a los siguientes interrogantes:

1. ¿Crees que un cuerpo puede permanecer en movimiento sin que sobre él actúen fuerzas?. Explica.

2. ¿Qué fuerzas crees que actúan sobre un cohete cuando se mueve a través del espacio?

3. Cuando se da un empujón a una caja y esta se mueve a lo largo de una superficie plana, finalmente se detiene. 
¿Cómo explicas esto?. Envía tu respuesta y observaciones como un  comentario.

LAS TRES LEYES NEWTON