Trabajo y Energía
Trabajo y Energía:
Trabajo (físico):
Es la relación que existe de multiplicar la fuerza constante ejercida sobre un cuerpo por la distancia recorrida y el coseno del angulo que forma la fuerza con el vector desplazamiento (Δx).
Características del trabajo:
1) Solo existirá trabajo en el sistema si hay aceleración en el cuerpo estudiado , en dado caso de que el cuerpo este en reposo o en M.R.U no habrá trabajo.
2) El trabajo puede ser positivo, nulo o negativo dependiendo de el angulo que forme la fuerza con el vector desplazamiento. Una fuerza siempre realiza trabajo negativo cuando se opone al movimiento.
Energía:
En el ámbito físico la energía es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo físico por acción de una fuerza.
Algunas energías que se ven en los cuerpos:
Energía mecánica (Em): Es la energía resultante de sumar la energía potencial de un cuerpo con la energía cinética producida por el mismo.
Energía potencial gravitatoria (Epg): Es la energía que actúa sobre el cuerpo cuando se encuentra subiendo o cayendo de una superficie inclinada o en caída libre también esta energía actúa cuando se encuentra suspendida en el aire
Energía Cinética (Ek): Es la energía que tiene un cuerpo en movimiento.
Energía Potencial Elástica (Epe): Es la energía acumulada por un solido deformable (resorte, elástica) cuando un objeto aplica una fuerza sobre este.
K: constante de elasticidad.
Δx: Variación de la distancia.
Teoremas de Trabajo (W) y Energía Mecánica:
Fuerzas conservativas (Fc): Son aquellas fuerzas que al actuar sobre el cuerpo no ocasionan cambio en su energía Cinética.
Algunas Fuerzas conservativas:
1) Peso (P)
2) Fuerza potencial (Fp)
Fuerzas no conservativas (Fnc): Son aquellas fuerzas que efectúan un cambio en la energía cinética producida por el cuerpo.
Algunas Fuerzas no conservativas:
1) Fuerza de fricción cinética (Ffk)
2) Fuerza externa aplicada a un cuerpo (Fext)
Primer teorema:
El trabajo neto realizado será igual a la variación de la energía cinética en el tramo analizado. La variación de la energía cinética es la suma de el trabajo realizado por las fuerzas conservativas y las fuerzas no conservativas.
Wneto = ΔEk ; Wneto = Wfc + Wfnc
ΔEk = Ekf ➖ Eko
Wneto: Trabajo neto.
Wfc: Trabajo de las fuerzas conservativas.
Wfnc: Trabajo de las fuerzas no conservativas.
ΔEk: Variación de la energía cinética.
Ekf: Energía cinética final.
Eko: Energía cinética Inicial.
Segundo Teorema:
El trabajo de las fuerzas no conservativas (Wfnc) será igual a la variación de la energía mecanica.
Wfnc = ΔEm ; (WFfk+WFext) = Emf -Emo
ΔEm: Variación de la energía mecánica
Emf: Energia mecanica final
Emo: Energia mecanica inicial
Wfnc: Trabajo de las fuerzas no conservativas.
Emf: Energia mecanica final
Emo: Energia mecanica inicial
Wfnc: Trabajo de las fuerzas no conservativas.
WFfk: Trabajo de la fuerza de fricción cinética.
WFext: Trabajo de la fuerza externa aplicada al cuerpo.
Tercer Teorema:
La variación de la energía mecánica será igual a cero sí solo si en el sistema solo actúan fuerzas conservativas (Fc).
ΔEm = 0 Si solo ∃ Fuerzas conservativas
Si ΔEm = 0 ∴ Emf = Emo
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