EL TRABAJO Y SU RELACIÓN CON LA ENERGÍA

Presentación

el trabajo Y SU RELACIÓN CON LA ENERGÍA

Dunia Paola Hernández Rivas.

1. Objetivo

ÍNDICE

2. Introducción

3. Desarrollo de la temática

4. Descripción de experimento y materiales

5. Presentación del experimento

OBJETIVO

Dar a conocer y estudiar las fórmula, descripción y relación del Trabajo y Energía.

INTRODUCCIÓN

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, julios (J). Y la energía es una palabra que suele utilizarse mucho en la vida cotidiana. Aunque a menudo se usa de manera ambigua, tiene un significado físico muy específico. La energía es una medida de la capacidad de algo para producir trabajo. No es una sustancia material, y puede almacenarse y medirse de muchas formas.

desarrollo de la tematicá

LA ENERGÍA

LA ENERGÍA A TRAVÉS DE LA HISTORIA El ser humano, desde sus primeros pasos en la Tierra y a través de la historia, siempre ha buscado formas de utilizar la energía para obtener una mejor calidad de vida. Para ello ha hecho uso de diversas formas de energía: fuego (energía química), velas y molinos (energía del viento o eólica), ruedas hidráulicas (energía del agua o hidráulica), carbón (energía química), petróleo (energía química), nuclear (energía nuclear), etc.

Thomas Young

El ser humano siempre ha buscado formas de obtener energía: HISTÓRICAMENTE:

3.500 a. C.: El ser humano inventa la rueda. Otra forma de emplear la energía en beneficio propio.

3500.000 a. C.: El ser humano descubre el fuego. Esto le permitió poder calentarse, cocinar los alimentos y alejar las bestias.

2.000 a. C.: El ser humano inventa la vela, una forma de aprovechar la energía éolica para navegar.

9.000 a. C.: El ser humano domestica animales para poder comer y para utilizarlos como ayuda en el trabajo.

CONCEPTO DE ENERGÍA

Unidades de energía

En el sistema Internacional (S.I.) la energía se mide en julios (J). 1 J es aproximadamente, la energía que hay que emplear para elevar 1 metro un cuerpo de 100 gramos.

En la naturalez se observan contínuos cambios y cualquiera de ellos necesita la presencia de la energía: para cambiar un objeto de posición, para mover un vehículo, para que un ser vivo realice sus actividades vitales, para aumentar la temperatura de un cuerpo, para encemder un reproductor de MP3, para enviar un mensaje por móvil, etc. La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. La energía no es la causa de los cambios, las causas de los cambios son las interacciones y, su consecuencia, las tranferencias de energía.

• Caloría (cal): Cantidad de energía necesaria para aumentar 1°C la temperatura de 1 g de agua. 1 cal= 4,18J.
• Kilovatio-hora (kWh) : Es la energía desarrollada por la potencia de 1000 vatios durante 1 hora. 1 kWh= 3.600,000J.
• Tonelada equivalente de carbón (tec): Es la energía que se obtiene al quemar 1000 kg de carbón. 1 tec= 29.300.000J.
• Tonelada equivalente de petróleo (tep): Es la energía que se obtiene al quemar 1000 kg de petróleo. 1 tep= 41900000J.

ENERGÍA CINÉTICA

La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento. Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v).

La energía cinética del viento es utilizada para mover el rotor hélice de un aerogenerador y convertir esa energía en energía eléctrica mediante una serie de procesos. Es el fundamento de la cada vez más empleada energía eólica.

La energía cinética se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s).

La energía cinética es un tipo de energía mecánica. La energía mecánica es aquella que está ligada a la posición o al movimiento de los cuerpos. Por ejemplo, es la energía que posee un arco que está tensado o un coche en movimiento o un cuerpo por estar a cierta altura sobre el suelo.

ENERGÍA POTENCIAL

La energía potencial es la energía que tienen los cuerpos por ocupar una determinada posición. Podemos hablar de energía potencial gravitatoria y de energía potencial elástica.

La energía potencial se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s2) y la altura en metros.

La energía potencial elástica es la energía que tiene un cuerpo que sufre una deformación. Su valor depende de la constante de elasticidad del cuerpo (k) y de lo que se ha deformado (x).

La energía potencial gravitatoria es la energía que tiene un cuerpo por estar situado a una cierta altura sobre la superficie terrestre. Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).

La energía potencial élastica se mide en julios (J), la constante elástica en newtons/metro (N/m) y el alargamiento en metros (m).

ejercicios

Calcula la energía cinética de un vehículo de 1000 kg de masa que circula a una velocidad de 120 km/h.

SOLUCIÓN

Calcula la energía potencial de un saltador de trampolín si su masa es de 50 kg y está sobre un trampolín de 12 m de altura sobre la superficie del agua.

SOLUCIÓN

Calcula la energía potencial elástica de un muelle que se ha estirado 0,25 m desde su posición inicial. La constante elástica del muelle es de 50 N/m.

SOLUCIÓN

CONCEPTO DE EL TRABAJO

El trabajo es una de las formas de transferencias (cuando dos cuerpos intercambian energía, lo hacen, o bien de forma mecánica, mediante la realización de un trabajo, o bien de forma térmica, mediante el calor). de energía entre los cuerpos. Para realizar un trabajo es preciso ejercer una fuerza sobre un cuerpo y que éste se desplace. El trabajo, W, depende del valor de la fuerza, F, aplicada sobre el cuerpo, del desplazamiento, Δx y del coseno del ángulo a que forman la fuerza y el desplazamiento.

W = F . cos a . Δx

El trabajo se mide en julios (J), en el SI, la fuerza en newtons (N) y el desplazamiento en metros (m).

TRABAJO Y ENERGÍA

EL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA POTENCIAL

El trabajo modifica la energía cinética

De la misma forma que el trabajo puede modificar la energía cinética de un cuerpo, también puede modificar su energía potencial Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza vertical que le hace desplazarse en esa misma dirección con velocidad constante, el trabajo desarrollado coincide con la variación de energía potencial que experimenta el cuerpo.

El trabajo es la forma en que los cuerpos intercambian energía cuando existe una fuerza que provoca un desplazamiento. Por ello, si se realiza un trabajo sobre un cuerpo, se modifica su energía mecánica. La variación de la energía cinética a consecuencia del trabajo recibe el nombre de Teorema de las fuerzas vivas. Teorema de las fuerzas vivas: La variación de energía cinética que experimenta un cuerpo es igual al trabajo realizado por la fuerza que actúa sobre él.

LA POTENCIA Y LA VELOCIDAD

EL TRABAJO DE LA FUERZA PESO

En las máquinas que están destinadas a producir movimiento como, por ejemplo, los coches es importante relacionar la potencia con la velocidad que son capaces de alcanzar.

La fuerza peso es una fuerza cuyo sentido es vertical y hacia la Tierra. Por tanto, si pretendemos subir un cuerpo, formará un ángulo de 180° con el desplazamiento.

El trabajo debido al peso es igual y de signo contrario a la variación de energía potencial del cuerpo.

LA POTENCIA

EL TRABAJO modifica la energía mecánica

La potencia es una magnitud que nos relaciona el trabajo realiazado con el tiempo empleado en hacerlo.

Son innumerables los casos en los que el trabajo modifica, simultáneamente, la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo. Es decir, modifica la energía mecánica en su conjunto. Si sobre un cuerpo actúa una fuerza que provoca cambios en su velocidad y en su posición, el trabajo de esa fuerza será igual a la variación de energía mecánica que sufre un cuerpo.

La potencia se mide en vatios (W) en el SI, el trabajo en julios (J) y el tiempo en segundos (s).

El trabajo es una de las formas de transferencia (cuando dos cuerpos intercambian energía, lo hacen, o bien de forma mecánica, mediante la realización de un trabajo, o bien de de forma térmica, mediante el calor) de energía.

EJERCICIOS DE TRABAJO

Explica si realizas, o no, trabajo cuando:

• Empujas una pared
• Sostienes un libro a 2 metros de altura
• Desplazas un carrito hacia delante

Una fuerza de 100 N actuá sobre un cuerpo que se desplaza a lo largo de un plano horizontal en la misma dirección del movimiento. Si el cuerpo se desplaza 20 m. ¿Cuál es el trabajo realizado por dicha fuerza?

SOLUCIÓN

Un escalador con una masa de 60 kg invierte 30 s en escalar una pared de 10 m de altura. Calcula:

• El peso del escalador
• El trabajo realizado en la escalada
• La potencia real del escalador

SOLUCIÓN

Experimento

Materiales

1. Una página de papel bond
2. Un alfiler
3. Una tijera
4. Dos velas
5. Un boligráfo

PRUEBAS DEL EXPERIMENTO

¡Muchas gracias!