CLASE DE FISICA GRADO 10° DEL 18 DE OCTUBRE DEL 2024 SEM # 35 TEMA: EJERC TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGIA

 

	ÁREA: FISICA	GRADO: 10°
	DOCENTE: ENAIDO MALDONADO POLO	CORREO: matematica. ceqa@gmail.com
	FECHA: DEL 18  DE OCTUBRE DEL 2024	PERIODO: CUARTO
	VALOR: LA AMISTAD Y LA PAZ	FRASE:   "SOMOS INTEGRALES ASI NOS HIZO DIOSQUERIDOS AMIGOS OFRECE ESTA OPCION EDUCACION EN SABERES,VALOR Y FORMACION BUSCANDO EN NOSOTRO SIEMPRE LO MEJOR"

FECHA: DEL 18 DE OCTUBRE DEL 2024

 GRADO: 10°

TEMA: ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIAL

SUBTEMA: EJERCICIOS DEL TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGIA

LOGRO. Reconoce la mecánica clásica y plantea problemas sobre energía potencial

ACTIVIDAD PREVIA: Exploro mis conocimientos. ¿Qué es el teorema del trabajo y energía?. lluvia de ideas

El teorema del trabajo y la energía también se conoce como teorema de las fuerzas vivas.

Fórmula del teorema del trabajo y la energía

El teorema del trabajo y la energía dice que el trabajo neto es igual a la variación de la energía cinética. Por lo tanto, la fórmula del teorema del trabajo y la energía es W=ΔEc=Ecf-Eci.

Donde:

- es el trabajo neto.

- es la variación de la energía cinética.

- y  son la energía cinética final y la energía cinética inicial.

- es la masa del cuerpo o sistema.

- y  son la velocidad final y la velocidad inicial del cuerpo o sistema.

Así pues, se puede determinar si la velocidad del cuerpo ha aumentado o disminuido según el signo del trabajo neto:

- W>0: cuando el trabajo neto es positivo la variación de la energía cinética es positiva, lo que significa que la velocidad del cuerpo ha aumentado.

- W=0: cuando el trabajo neto es igual a cero la energía cinética se mantiene y, por tanto, la velocidad final del cuerpo es equivalente a la velocidad inicial.

- W<0: cuando el trabajo neto es negativo la variación de la energía cinética también es negativa, por lo que la velocidad del cuerpo ha disminuido.

Ejercicio resuelto del teorema del trabajo y la energía

 1. Se aplica una fuerza a un cuerpo de masa m=4 kg que inicialmente estaba en reposo y, después de avanzar 7 metros en la dirección que se ha hecho la fuerza, la velocidad del cuerpo pasa a ser 9 m/s. ¿Cuál es el valor de la fuerza que se ha ejercido sobre el cuerpo? Neglige el rozamiento en todo el ejercicio.

Para resolver este problema tenemos que utilizar la fórmula del teorema del trabajo y la energía:

 

Así pues, calculamos el trabajo realizado por la fuerza aplicada calculando la variación de energía cinética:

Ahora que sabemos el valor del trabajo, podemos determinar la fuerza ejercida con la fórmula del trabajo:

EJERCICIOS DEL TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGIA

En esta serie de ejercicios resueltos, exploraremos una variedad de problemas de trabajo y energía en diferentes contextos. Desde calcular la fuerza de fricción necesaria para realizar un trabajo, hasta calcular la energía cinética y potencial de un objeto.

1Un objeto de 40 N descansa sobre una superficie horizontal. Encuentra el trabajo realizado por una fuerza horizontal de 30 N que actúa a lo largo de 5 m.

SOLUCION:

1.  Dibujamos el diagrama de equilibrio

2. Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema

3. Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical

4. Sustituyendo los datos conocidos, se tiene

2Un objeto de 30 N descansa sobre una superficie horizontal. Encuentra el trabajo realizado al jalar el bloque 6 m con una fuerza de 20 N que forma  con la horizontal.

SOLUCION:

1.  Dibujamos el diagrama de equilibrio

2. Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema

3. Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical

4. Sustituyendo los datos conocidos, se tiene

3 Un empuje de 20 N se aplica a lo largo del asa de una podadora de 30 N, produciéndose un desplazamiento horizontal de 10 m. El asa forma un ángulo de  con el suelo, ¿cuál es el trabajo realizado por la fuerza de 20 N?

SOLUCION:

1.  Dibujamos el diagrama de equilibrio

2. Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema

3. Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical

4. Sustituyendo los datos conocidos, se tiene

4.  Un bloque de 10 kg es arrastrado 9 m por una fuerza paralela de 15 N. Si , encuentra el trabajo resultante y la aceleración que produce.

SOLUCION:

1.  Dibujamos el diagrama de equilibrio

2. Calculamos la fuerza neta horizontal y vertical para el sistema

3. Por la condición de equilibrio vertical, ya que el movimiento es horizontal, se tiene que . Calculamos el peso W y con ello, la fuerza de fricción cinética

4. Como el desplazamiento es paralelo a la fuerza horizontal, entonces el trabajo se realiza para la fuerza neta horizontal. No hay trabajo producido por la fuerza neta vertical

5. Sustituyendo los datos conocidos, se tiene

6. Sustituyendo los datos conocidos en la fórmula de aceleración, se tiene

ACTIVIDAD EN CASA:

RESUELVE LOS SIGUIENTES EJERCICIOS:

1.  Una fuerza media de 35 N comprime un resorte hasta una distancia de 5 cm. Encuentra el trabajo realizado por el resorte y el trabajo neto.

2. Un bloque de 8 kg descansa sobre un plano inclinado a . Si un empuje P de 90 N hacia arriba mueve el bloque 2 m. Encuentre el trabajo neto realizado para .

3. Encuentre la energía cinética de un mazo de 2 \kg en el instante que su velocidad es de 20 m/s.

4.Una bala de 15 g viaja a 250 m/s penetra en un trozo de madera a una distancia de 14 cm. Encuentra la fuerza media necesaria para detener la bala.

1. Se aplica una fuerza a un cuerpo de masa m=14 kg que inicialmente estaba en reposo y, después de avanzar 27 metros en la dirección que se ha hecho la fuerza, la velocidad del cuerpo pasa a ser 19 m/s. ¿Cuál es el valor de la fuerza que se ha ejercido sobre el cuerpo? Neglige el rozamiento en todo el ejercicio.

2. Se aplica una fuerza a un cuerpo de masa m=10 kg que inicialmente estaba en reposo y, después de avanzar 18 metros en la dirección que se ha hecho la fuerza, la velocidad del cuerpo pasa a ser 12 m/s. ¿Cuál es el valor de la fuerza que se ha ejercido sobre el cuerpo? Neglige el rozamiento en todo el ejercicio.