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.