Presentación de Energía mecánica incluye ejercicios

Ejercicios y materia de energia mecánica

1. ENERG ÍA i PROFESORA NANCY CONTALBA ARAYA F ÍSICA JULIO, 2019

2. ¿Qu é es la energía ? Capacidad que tiene un cuerpo o sistema de realizar un trabajo mec ánico .

3. Trabajo mec ánico (W)   Magnitud escalar que se mide en Joule [J]= N· m CASOS ESPECIALES: W m áximo W nulo W m inimo

4. A considerar… - Una fuerza realiza trabajo cuando esta actúa en la dirección del movimiento, o alguna de sus componentes se encuentra en esta dirección. Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, no hay componente de fuerza en dicha dirección; por lo tanto, no habrá un trabajo realizado por ella. Una fuerza no efectúa trabajo sobre un cuerpo cuando: • La fuerza es perpendicular al desplazamiento. • La fuerza aplicada no logra producir desplazamiento en el cuerpo “No todas las fuerzas que se aplican en un sistema realizan trabajo.”

5. Trabajo Neto (∑W) Suma de todos los trabajos mec ánicos de cada fuerza. Ojo que si la fuerza neta es cero el trabajo mecánico neto también es cero. Lo anterior ocurre cuando nos dicen que el cuerpo se mueve con velocidad constante

6. Ejercicio A

7. Ejercicio E

8. Ejercicio C

9. Gr áficas de trabajo mecánico El trabajo mec ánico corresponde al área bajo la curva. Recuerde que el trabajo puede ser positivo, negativo o nulo.

10. ejercicio B

11. Potencia mec ánica (P) Magnitud escalar que se mide en Watt [W]= J/s ¿Qu é situación presenta mayor potencia mecánica ? Tambi én se puede calcular en función de su velocidad y fuerza… OJO: Cuando se levanta un cuerpo se se hace el trabajo m ínimo (Se debe considerar su peso como fuerza minima ) Cuando se levanta un cuerpo por medio de una polea a una altura determinada, el operador debe duplicar esa distancia.

12. Ejercicio B

13. Ejercicio C

14. Gr áfica potencia

15. Relaci ón Energía y trabajo mecánico

16. Ejercicio B

17. Ejercicio C

18. Resolver ejercicios desde p ágina 33 a 51.

19. ENERG ÍA II PROFESORA NANCY CONTALBA ARAYA F ÍSICA JULIO, 2019

20. Energ ía MEcánica Energía Cinética Unidades para la energía cinética S.I.: Joule= [N · m] C.G.S.: ergio = [dina · cm]

21. Energía cinética en nuestra vida cotidiana:

22. Ejercicio A

23. Unidades para la energía potencial S.I.: Joule= [N · m] C.G.S.: ergio = [dina · cm] Es la energía asociada a la posición de un cuerpo respecto de un cierto nivel de referencia Energ ía potencial Energía potencial gravitatoria ( E g ) Energía potencial elastica ( E e )

24. Energía potencial en nuestra vida cotidiana:

25. Ejercicio A

26. Relación entre energía, masa, velocidad, altura, elongación. Qué sucede con la: Ec si la masa es cte , velocidad aumenta al doble? Ec si la masa dismiuye a la mitad y la velocidad aumenta al doble? Eg si la masa aumenta al doble y la altura aumenta al cuádruplo? Eg si la masa es cte , la altura aumente al triple? Ee si la elongación aumenta al doble? Ee si la elongación disminuye a la cuarta parte?

27. El trabajo realizado por la fuerza neta , y el trabajo realizado por una fuerza conservativa ( peso y/o fuerza elástica ), se pueden calcular fácilmente utilizando las siguientes relaciones: Trabajo y energía cinética Trabajo y energía potencial Relaci ón trabajo y energía

28. Ejercicio B

29. Gr áficas

30. Principio general de Conservación de la Energía “La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de un tipo a otro”. Conservaci ón de la energía mecánica

31. Fuerzas conservativas: el trabajo realizado por ellas es independiente de la trayectoria. h h P =mg P =mg Ejemplo: ¿En cuál de las siguientes situaciones el trabajo realizado por el peso es mayor? A B W A = W B Son fuerzas conservativas: el peso y la fuerza elástica.

32. Fuerzas disipativas : el trabajo realizado por ellas depende de la trayectoria seguida. El roce es una fuerza disipativa.

33. Principio de Conservación de la Energía Mecánica “ Si en un sistema sólo actúan fuerzas conservativas, la energía mecánica del sistema permanecerá constante ” Del enunciado anterior podemos decir que, para nuestros sistemas: “si no actúan fuerzas de roce, la energía mecánica permanecerá constante”

34. E c = 0 E p =1000[J] E c = 0 E p =1000[J] E c =1000[J] E p =0 La energía mecánica del sistema es 1000 [J] En ausencia de roce Ejemplo

35. Ejercicio D

36. ejercicio D

37. ejercicio A

38. ejercicio B

39. ejercicio A

40. ejercicios D

41. ejercicios C

42. ejercicio E

43. Resolver ejercicios desde p ágina 33 a 51.

44. DESARROLLO

45. Selecci ón múltiple demre (48) B

46. Ejercicio E

47. ejercicio A

48. ejercicio B

49. ejercicio C

50. Energ ía Térmica: Temperatura Profesora Nancy Contalba Araya Curicó

51. La temperatura es la cuarta magnitud fundamental. Se mide en k (kelvin) en el S.I. Es una M.E. Esta cantidad est á asociada con el movimiento promedio de las mol é culas que componen dicha sustancia. S i estas se encuentran a mayor o menor velocidad promedio , ser á mayor o menor su temperatura respectivamente. El calor es una magnitud derivada que se mide en calor ías (cal). Es una magnitud escalar y es una energía por lo que también puede medirse en J. Es la energ í a que se transfiere desde un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura.  Cuando los cuerpos alcanzan la misma temperatura decimos que est á n en equilibrio térmico. 1 cal = 4,18 J

52. Por lo tanto… El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye. En el equilibrio t érmico la temperatura final de las sustancias o cuerpos es la misma .

53. Calor y temperatura ,¿es lo mismo? CALOR TEMPERATURA Es un tipo de energía en tránsito. Es una medida de la energía del calor. Es la energía total del movimiento molecular de una sustancia. Es una medida de la energía molecular media. Depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño, su tipo. (Propiedad extensiva de la materia) No depende del tamaño, del número o del tipo de partículas.(Propiedad intensiva de la materia) Se mide con un calorímetro Se mide con un termómetro Se expresa en calorías (4,18J) Se expresa en °C, °K, °F

54. Term ómetros Term ómetros líquidos Relaciona temperatura con la altura de un capilar en cuyo interior hay un l íquido . Mercurio : - puntos límites separados (-39 ºC y 357 ºC ) dilataci ón regular, lo hace mas preciso. Baja capacidad calórica por lo que su temperatura varía muy fácilmente. No moja al vidrio por lo que no influye en la capilaridad. Term ómetro clínico Es l íquido también y de mercurio. La diferencia es que alcanzando su máximo valor, la vara de mercurio no baja inmediatamente por lo quede ser agitado con fuerza el tubo.

55. Term ómetro de gas Se basan en la variaci ón de la presión y del volumen de los gases. Miden amplios rangos de temperatura: -263ºC a 1000 ºC Term ómetro de resistencia eléctrica Muy precisos. Usan semiconductores Para medir temperaturas muy bajas (0,2 K a 50 K) Term ómetro de radiación (pirómetro óptico) Basados en la energ ía irradiada de los cuerpos. Term ómetro biometálico Basados en el encurvamiento de placas met álicas. Usados como termostátos (regulan temperatura de un recinto o artefacto eleéctrico .) Term ómetro de cristal liquido El color se modifica según la temperatura.

56. Escalas termométricas Estas se utilizan para medir la temperatura en variadas sustancias. La s formas que existen para construir una escala de temperatura es escoger dos puntos de referencia. Por ejemplo, el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua a 1 atmósfera de presión.

57. Para cualquier escala se tiene:

58. Como transformar?? Nosotros nos moveremos entre 3 escalas termométricas: Escala Kelvin (llamada también escala absoluta), Escala Farenheit y Escala Celsius (la más utilizada en países de habla hispana). Ojo que las variaciones de temperaturas corresponden a la pendiente del gr áfico de ellas, por lo que es bueno recordar la ecuación de la pendiente… =    

59. Gr áficos y Relaci ón entre escalas     =    

60. EJERCICIOS C C

61. ejercicio A =    

62. ejercicios C

63. ejercicios E

64. ejercicio D

65. ejercicio A

66. EJERCICIO D

67. Dilatación lineal Es el proceso por el cual los cuerpos aumentan su volumen cuando se aumenta su temperatura. Dilatación térmica EXCEPCI ÓN EL AGUA: ANOMALÍA DEL AGUA DILATACIÓN SUPERFICIAL DILATACIÓN VOLUMÉTRICA = 2  

68. ejercicios B

69. ejercicio A

70. EJERCICIO D

71. EJERCICIO A

72. Volumen v/s temperatura Densidad v/s temperatura Densidad (g/ml) Temperatura (ºC) Anomalía del agua OBSERVACIONES: Todos los cuerpos al ↑ Tº ↑ V ↓ D : Dilataci ón ( ) ↓ Tº ↓ V ↑ D : Contracci ón Anomal ía del agua entre 0º C y 4ºC Al ir de 0ºC a 4ºC: ↑ Tº ↓ V ↑ D : Contracci ón Al ir de 4ºC a 0ºC: ↓ Tº ↑ V ↓ D : Dilataci ón    

73. EJERCICIO C

74. ejercicio C

75. ejercicio B

76. Resolver ejercicios desde p ágina 42 a 51.

77. Calor, cambios de fase, propagación de calor Profesora Nancy Contalba Araya Curicó

78. CAlor Es la energía que pasa de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura. Por ejemplo, en la imagen que se muestra, hay calor viajando del cuerpo A al B. 1 cal = 4,18 J 1 Calor ía = 1000 cal = 1kcal esto en las etiquetas de los alimentos.

79. Es la cantidad de calor que un cuerpo debe absorber o ceder para elevar o disminuir, respectivamente, su temperatura en 1 [ ºC ]. Mientras mayor sea la capacidad calórica del cuerpo, más costará calentarlo o enfriarlo .   La capacidad calórica se designa por C, es característica de cada cuerpo y se calcula como Sus unidades son: Un vaso con agua y una piscina llena de agua: ¿cuál de estos cuerpos absorberá más calor para aumentar su temperatura? La capacidad calórica de la piscina es mucho mayor que la del vaso son agua. Capacidad calórica (C)

80. Ejercicio A

81. Es la capacidad calórica por unidad de masa . Es característica de cada material y se calcula como Sus unidades son: Calor Específico (c) Se define como calor específico a la cantidad de calor necesario para elevar en 1 °C la temperatura de la unidad de masa de una sustancia . La clave de todo lo anterior es aprender las unidades de medida

82. ejercicio A

83. ejercicio E

84. ejercicio D

85. ejercicio D

86. Cambio de fase Estando en su punto crítico , para que cada gramo del material pueda cambiar de fase, se deberá ceder o extraer una cantidad de calor Q por unidad de masa m, llamada calor latente de cambio de fase “L” . Durante un cambio de fase la temperatura del material permanecerá constante. El calor latente absorbido o liberado por un cuerpo para cambiar de fase será el mismo que requiera liberar o absorber, respectivamente, para revertir dicho cambio .

87. En el caso del hielo , al comenzar a fundirse a 0 [ ºC ], el agua que se obtendrá estará también a 0 [ ºC ] ya que, durante todo el proceso de fusión , la temperatura se mantendrá constante.

88. ejercicio D

89. ejercicio C

90. Cuando var ía presión, temperatura, volumen,etc se dice que el sistema es sometido a un proceso termodinámico. - SI NO FLUYE CALOR: PROCESO ADIABÁTICO. - SI TEMPERATURA ES CONSTANTE: PROCESO ISOTÉRMICO. - SI PRESIÓN CONSTANTE: PROCESO ISOBÁRICO - SI VOLUMEN CONSTANTE: ISOCÓRICO

91. Cambios de estado debido a que se absorbe o cede calor

92. ejercicio C

93. ejercicio A

94. Al aislar dos cuerpos a distinta temperatura, fluirá calor desde el cuerpo más caliente (quien cederá calor) hacia el cuerpo más frío (quien absorberá calor) hasta que sus temperaturas se igualen; cuando esto suceda, el sistema se encontrará en equilibrio térmico . Calor ¿Quién cederá calor?... ¿el agua o el hielo? Equilibrio térmico

95. Equilibrio térmico Obviamente, si un cuerpo adquiere calor , es porque otro lo cede, de forma que: Q absorbido = – Q cedido , Por lo anterior siempre te recomiendo sumar todo el calor e igualarlo a cero:  

96. ejercicio D

97. TRANSMISIÓN DEL CALOR

98. CONDUCCI ÓN Se transfiere a trav és de los sólidos. Por esto existen bueno o malos conductores térmicos. Buenos los metales Aislantes corcho, madera, aire. Conductividad t érmica (k) Flujo de calor

99. ejercicio B

100. radiación Radiación Sol Radiación es el proceso por el que la energía térmica se transfiere mediante ondas electromagnéticas. Atómico ¡No se requiere medio !

101. convección Convección es el proceso por el que la energía térmica se transfiere mediante el movimiento masivo real de un fluido calentado. Convección El fluido calentado se eleva y luego se sustituye por fluido más frío, lo que produce corrientes de convección. Cuando ↑ Temperatura ↑ Volumen ↓ densidad☝︎SUBE Cuando ↓ Temperatura ↓ Volumen ↑ densidad BAJA☝︎

102. Corrientes de convecci ón

103. ejercicio E

104. Resolver ejercicios desde p ágina 42 a 51.

105. ejercicio C

106. ejercicio C

107. ejercicio E

108. ejercicio B

109. ejercicio C

110. ejercicio A

111. ejercicio D

112. ejercicio C

113. ejercicio C

114. ejercicio A

115. ejercicio D

116. DEMRE CORREGIR: T =-10ºC B

117. demre CORREGIR REDACCI ÓN B

118. DEMRE C

119. DEMRE A

120. FIN