TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA

 

La razón principal para la aplicación de una fuerza es causar un desplazamiento. Por ejemplo, una grúa enorme levanta una viga de acero hasta la parte superior de un edificio; el compresor en un acondicionador de aire fuerza el paso de un líquido a través de su ciclo de enfriamiento, y fuerza electromagnéticas mueven los electrones a través de una pantalla de televisión. Siempre que una fuerza actúa a través de una distancia se descubrirá que se hace trabajo, de tal manera que puede ser medido o predicho. La capacidad para realizar trabajo será definida como energía y el ritmo al cual se lleva a cabo será definido como potencia. En la actualidad el empleo y control de la energía es probablemente la mayor preocupación en la industria.

ESTÁNDAR: 

• Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debida a la masa. 
• Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar las transformaciones y conservación de la energía. 
• Identifico aplicaciones de diferentes modelos físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.

INDICADORES DE DESEMPEÑO

Identifica y relaciona los conceptos de trabajo, potencia y energía. 

Establece diferencias entre los diferentes tipos de colisiones Aplica las fórmulas que se requieren para solucionar problemas referentes a energía y cantidad de movimiento con sus principios de conservación.

COMPETENCIA:

Predecir cualitativa y cuantitativamente el movimiento de un cuerpo al hacer uso del principio de conservación de la energía mecánica y de la cantidad de movimiento en diferentes situaciones físicas.

TEMÁTICA: 

Trabajo, energía cinética y potencia
Conservación de la energía mecánica
Impulso y Cantidad de movimiento
Principio de la conservación de la cantidad de movimiento.

SITUACIÓN DE APRENDIZAJE

Establecer y explicar cada una de las condiciones bajo las cuales una fuerza realiza trabajo, los conceptos de potencia y energía, cantidad de movimiento e impulso; y los principios de conservación de la energía mecánica y de la cantidad de movimiento. 

ACTIVIDADES

1.  ESTABLECER LOS CONCEPTOS DE TRABAJO, ´POTENCIA, ENERGÍA, IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: para ello te sugiero que consultes el módulo de física o el material de Trabajo, potencia y energía paso a paso como aparece en la guías y secuencia de actividades, que visites los siguientes links:

https://drive.google.com/file/d/19EFQQtGD6DidYFxtIiyZskNWAQaoY1t5/view?usp=sharing

https://matemovil.com/trabajo-mecanico-ejercicios-resueltos/

https://matemovil.com/potencia-mecanica-ejercicios-resueltos/

https://matemovil.com/energia-ejercicios-resueltos/

https://matemovil.com/cantidad-de-movimiento-e-impulso-ejercicios-resueltos/

https://matemovil.com/choques-o-colisiones-ejercicios-resueltos/

   2.  SOLUCIÓN DE TALLER: de acuerdo con la revisión y consulta anterior, resuelve con adecuado procedimiento las situaciones problemas propuestas. Y te preparas para la evaluación.

Descarga el Taller 3 en:

https://drive.google.com/file/d/1JYGWfqKJPLtCTdjZMpp8_QvoVXF_10la/view?usp=sharing

3. SOLUCIÓN DE SITUACIONES PROBLEMAS: De acuerdo con las dos actividades      anteriores, en cada situación propuesta, da tu respuesta indicando en que conceptos, principios o leyes te sustentas.

Responda las preguntas 1, 2, 3 y 4 de acuerdo con la siguiente situación: Teniendo en cuenta que si un cuerpo se mueve en el mismo sentido en el que actúa la fuerza, el trabajo es motor, y si el cuerpo se mueve en sentido contrario a la fuerza, el trabajo es resistente. Dado el cuerpo en movimiento sobre el plano bajo la acción de la fuerza F como lo indica la figura:

1.    El trabajo de F es motor, mientras que el trabajo de f es resistente, porque:

a)   presenta el peso existente entre el cuerpo y el plano.
b) representa la fricción entre el cuerpo y el plano
c) representa la fricción entre el cuerpo y la fuerza
d) presenta la fricción entre fuerza, cuerpo y plano

2.  La situación anterior no satisface el principio de la conservación de la energía mecánica, lo anterior se sustenta en:

a)   La fuerza de fricción no es de carácter conservativa.
b) La fuerza aplicada es conservativa
c) La fuerza de fricción transforma su energía en calor
d) Todos lo sistemas conservan la energía mecánica.

   3. Si la masa del cuerpo es de 20 Kg, la fuerza aplicada es de 100 N y  se desplaza 18 m en la dirección horizontal, siendo el coeficiente de rozamiento cinético 0,4, el trabajo neto es:

a)   más de 360 J
b) menos de 360 J
c) exactamente 360 J
d) El sistema no es conservativo y no se puede calcular el trabajo neto

    4. Si el cuerpo parte inicialmente del reposo, la velocidad que adquirirá al final de los 18 metros, en m/seg, es:

          a) 2                      b) 6                  c) 4               d) 8

Respondas las preguntas 5 y 6 de acuerdo con la siguiente situación: A partir del reposo en el punto A de la figura una cuenta de 0,5Kg se desliza por un alambre curvo. El segmento de A a B no tiene fricción y el segmento de B a C es rugoso.

          

6. La velocidad, en m/seg, de la cuenta en B es de:

     a) 10                     b) 30               c) 20                     d) 40

7. Si la cuenta se detiene en C, la energía pérdida debido a la fricción, el trayecto de B a C, es de:

    a) 500 KJ                  b) 499,4 KJ       c) 0,625 KJ      d) 400 KJ

8. La conservación de la cantidad de movimiento se aplica en diferentes situaciones. De las siguientes situaciones, en la que no aplica dicho principio es en:

 a) Al disparar armas de fuego y de aire comprimido.

 b) Al inflar un globo y lo soltamos.

 c) Cuando se salta de una lancha o bote ligero al muelle.

 d) Cuando se empuja un carro al taller cercano.

 

ESTATICA

 https://www.youtube.com/watch?v=9FV7WH8RMuY

ESTÁTICA: Es parte de la física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado. El objeto de la estática es determinar la fuerza resultante y el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para poder establecer sus condiciones de equilibrio.

ESTANDAR: 

Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debida a la masa.
Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar las transformaciones y conservación de la energía
Identifico aplicaciones de diferentes modelos físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.

INDICADORES DE DESEMPEÑO

Reconoce el objeto de estudio de la estática.
Establece las condiciones de equilibrio de un cuerpo.
Explica y maneja los conceptos de torque mediante sus factores como son la fuerza y el brazo.
Reconoce cuando un cuerpo está en equilibrio completo

PREGUNTA GENERADORA

¿Bajo qué condición un cuerpo que están en movimiento está en equilibrio?

 SITUACIÓN DE APRENDIZAJE

Establecer y explicar cada una de las condiciones bajo las cuales un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación, de rotación y en equilibrio completo. Su aplicación en las máquinas imples.

 ACTIVIDADES

1. ESTABLECER EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO, CONDICIONES DE EQUILIBRIO Y SU APLICACIÓN EN LAS MÁQUINA SIMPLES, para ello te sugiero que consultes el módulo de física o el material de Estática y que visites los siguientes links:

 https://drive.google.com/file/d/1X6rWluYo3cXVbk6b60t28kxya1o_0Z68/view?usp=sharing

 https://matemovil.com/estatica-primera-ley-de-newton-ejercicios-resueltos/

 https://matemovil.com/momento-de-fuerza-o-torque-ejercicios-resueltos/

 https://www.youtube.com/watch?v=hk2hT6wDHYU

 https://sites.google.com/site/fisicaflash/home/grua

 http://www.educaplus.org/game/condicion-de-equilibrio-en-el-balancin

Las dos últimas descargar en Firefox, sino puede en otro navegador

2.  SOLUCIÓN DE TALLER: de acuerdo con la revisión y consulta anterior, resuelve con adecuado procedimiento las situaciones problemas propuestas. Y te preparas para la evaluación.

      Descarga el Taller 2 en:

      https://drive.google.com/file/d/1H6O3ITXtRwOAZ9HS24mhhuLDGdOqtMVS/view?usp=sharing

3. SOLUCIÓN DE SITUACIONES: Para la evaluación sustenta las siguientes situaciones:

La barra mostrada puede girar alrededor de su eje central y está en equilibrio. El número de bloques iguales a cualquiera de los dos que cuelgan a la derecha, que contiene la bolsa es:

Un bloque de hierro pende de dos cuerdas iguales atadas a poste como se muestra en la figura. Las tensiones en las cuerdas son iguales.

Respecto a la situación anterior, el valor del peso del bloque es:

a) 2 T Sen q               b) 2 T                c) T Sen q               d) T Cos q

De acuerdo con la siguiente figura y despreciando el rozamiento, se puede afirmar que:

a) El sistema está en equilibrio traslacional

b) el sistema está en equilibrio completo.

c) El sistema está en equilibrio rotacional

d) Falta información para determinar el tipo de equilibrio 

  

 

LA FUERZA Y EL MOVIMIENTO

ISAAC NEWTON

Revisa todo lo concerniente a las Leyes de Newton de acuerdo con el siguiente documento y páginas web sugeridas. 

1. LA FUERZA Y EL MOVIMIENTO y a la par, realiza la solución de cada una de las situaciones y problemas propuestos en LAS SITUACIONES DE DINÁMICA

ISAAC NEWTON, SIEMPRE VIGENTE

TIRSO MERCADO DIAZ SINCELEJO ( SUCRE) 

Sotir@colombiaaprende.edu.co tirsomercadodiaz@hotmail.com 

tmd.lenis@gmail.com

CURSO: Décimo

CIENCIAS NATURALES: Física

ESTÁNDAR: Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debida a la carga eléctrica y a la masa.

INDICADORES DE DESEMPEÑO

• Formula las tres leyes de Newton para el movimiento y expone sus aplicaciones para una mejor comprensión de las mismas.
• Nombra las fuerzas mecánicas especiales, sus intensidades relativas y sus aplicaciones más comunes en situaciones diversas.

COMPETENCIA:

Hace uso de los conceptos, principio y leyes de la dinámica para plantear, interpretar y formular soluciones a diversos tipos de problemas.

TEMÁTICA Vectores Concepto de ley y de fuerza Las tres leyes de Newton Fuerza mecánicas especiales Solución de situaciones que dan lugar las tres leyes de Newton 

PALABRAS CLAVES Fuerza, masa, aceleración 

PREGUNTA GENERADORA

¿Siempre que se le aplica una fuerza a un cuerpo, esta modifica su estado tanto en su movimiento con en su forma o configuración?

SITUACIÓN DE APRENDIZAJE

Establecer las tres leyes de Newton, planteando situaciones que tengan en cuenta el concepto de fuerza, tipo de magnitud y relación entre las mismas.

ACTIVIDADES

1. ESTABLECER EL CONCEPTO DE LEY EN CIENCIAS NATURALES Y EL CONCEPTO DE FUERZA, para ello te sugiero que visites las siguientes páginas en Internet:

https://drive.google.com/file/d/1UuJq_tkEFgoXbyyeTWli8cNsiQt8g-KQ/view?usp=sharing

http://www.acienciasgalilei.com/

https://matemovil.com/dinamica-ejercicios-resueltos/

https://matemovil.com/fuerza-de-rozamiento-ejercicios-resueltos/

http://www.educaplus.org/games/dinamica

https://phet.colorado.edu/es/simulations/filter?subjects=motion,sound-and-waves,work-energy-and-power&sort=alpha&view=grid

2. SOLUCIÓN DE TALLER: de acuerdo con la revisión y consulta anterior, resuelve con adecuado procedimiento las situaciones problemas propuestas. Y te preparas para la evaluación.

Descarga el Taller 1 en: https://drive.google.com/file/d/13v7WyLYumN0I3ro89hjaybkNb5ZENoip/view?usp=sharing

3. SOLUCIÓN DE SITUACIONES PROBLEMAS: De acuerdo con las tres actividades anteriores, en cada situación propuesta, da tu respuesta indicando en que conceptos, principios o leyes te sustentas, elabora un documento con las soluciones.

1. Un comercial anuncia que cierto automóvil de 950Kg se puede acelerar desde el reposo hasta una rapidez de 60 Km/horas en 8 seg. ¿ De qué magnitud es la fuerza neta que debe actuar sobre el automóvil para darle esa aceleración. 

2. Suponga que una bala de 8,0 g se acelera uniformemente desde el reposo hasta una rapidez de 200 m/seg en un cañón de 70 cm de largo. ¿ De qué magnitud es la fuerza que se requiere para impulsarla de esta manera? . 

3. Si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo se incrementa en un 50%, de la aceleración del cuerpo se puede afirmar que: a) se incrementa en un 100% b) se incrementa en un 50% c) se reduce en un 50% d) se reduce en un 100% 

4. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas de 12 N y 5 N, formando entre sí un ángulo de 90º. La fuerza resultante que actúa sobre él es de: 

a) 7 N                b) 60 N              c) 17 N               d) 13 N

5. Si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo se incrementa en un 50%, de la aceleración del cuerpo se puede afirmar que: 

a) se incrementa en un 100% 

b) se incrementa en un 50% 

c) se reduce en un 50% 

d) se reduce en un 100% 

6. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas de 12 N y 5 N, formando entre sí un ángulo de 90º. La fuerza resultante que actúa sobre él es de: 

a) 7 N            b) 60 N              c) 17 N           d) 13 N

HERRAMIENTAS DE ANDAMIAJE: Análisis de situaciones cotidianas simples y complejas mediante un mapa mental.

Manejo ce conceptos, principios y leyes pertinentes

CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Prueba escrita por competencia Presentación y sustentación del desarrollo de la temática 

RECURSOS: Power Point, videos, animaciones, imágenes, páginas web, PC, laboratorios virtuales.

BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFÍA Modulo de física, Bibliografía del curso http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada http://www.acienciasgalilei.com/ http://www.videoseducativos.es/ http://www.educaplus.org/ http://www.ucasal.net/templates/unid-academicas/agro-veterinaria/apps/clase3_dinamica.ppt http://www.profisica.cl/ http://www.youtube.com/ http://www.google.com/