Energía y Trabajo

Energía y Trabajo Luis A. Núñez Esc. Física Universidad Industrial de Santander ¿Qué es energía? Energía •  Can+dad escalar, asociada con el estado o condición de uno o varios objetos. Si una fuerza cambia el estado (de movimiento) esa can+dad escalar cambia. •  Uno de los prejuicios de los Físicos es que esa can+dad (cumpliendo ciertas condiciones) se conserva 2 Energía ciné=ca 1
2
K = Ec = mv
2
•  Asociada al estado de movimiento del objeto •  1 Joule (¿Julio?) = Kg x (m/s)2 Un Npico meteorito (m~ 4x106 Kg) ingresa a la atmósfera terrestre, con una velocidad ~15 km/s •  Calcule la energía en Joules si impacta con la superficie terrestre •  ¿Cuántos Megatones? (Megaton TNT 4.2 x 1015 J) •  ¿Cuántas bombas atómicas? Hiroshima ~13Kilotones h\ps://www.youtube.com/watch?v=SMnZr5DDRlA 3 Trabajo (Fuerza constante) •  Es la energía transferida (desde o hacia) a un objeto por una fuerza que actúa sobre éste •  Si la energía es transferida hacia el objeto el trabajo es posi+vo •  Si la energía es trasferida desde el objeto el trabajo es nega+vo Fx = const
Fx = max
vf2 = v02 + 2ax d
1
mvf2
2
1
mvf2
2
1
) mvf2
2
1
mv02 = Fx d
2
1
mv02 = Fx d ⌘ F cos ✓ d ⌘ F~ · d~
2
1
mv02 ⌘ Ec = F cos ✓ d ⌘ F~ · d¯
2
4 Pn
~
a
i=1 Fi = m~
vf2 = v02 + 2~a · d¯
Trabajo (mul=ples fuerzas) n
1
) mvf2
2
X
1
2
mv0 =
F~i · d~ = F~1 · d~ + · · · + F~n · d~
2
i=1
Trabajo (fuerza ) y desplazamiento vector) F~ = (3ı̂ + 5ˆ⌘)N
~ · d~ = ( 9 + 25)N m = 14J
)
F
d~ = ( 3ı̂ + 5ˆ⌘)m
5 Trabajo (fuerza gravitacional) 6 W =T =
T =
Z
x2
x1
Z
Trabajo (fuerzas elás=cas) x2
x1
F~ (x) · d~x =
Z
1 2
( kx)dx = kxi
2
Fa x2
( kx)dx
x1
1 2
kxf
2
θ Ec = Ttotal = Ta + Ts
Fa θ Ec = 0
) Ta =
Ts
7 T =
T =
T =
Z
Z
Z
Trabajo bajo fuerzas variables x2
F (x)dx =
x1
x2
x1
x2
x1
Z
x2
ma dx =
x1
dv dx
m
dx =
dx dt
dv
m v dx =
dx
Z
x2
x1
Z
x2
x1
Z
x1
dv
m v dx =
dx
1
mv dv = mv22
2
T =
x2
Z
dv
m
dx
dt
x2
mv dv
x1
1
mv12 ⌘
2
Ec
Ec
8 h\p://cdn.intechopen.com/pdfs-­‐wm/41781.pdf ¿ cuál es el trabajo que realiza la aguja? 9 Trabajo W =T =
~r2
Z
~
r2
~
r1
F~ · d~r
F~
~r1
F~
d~r
d~r
10