En física, la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con letra Ec o Ek (a veces también T o K
martes, 7 de mayo de 2013
ENERGIA POTENCIAL
En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra 
o 
.
o .
La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.
Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa. Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energía potencial, como se verá a continuación. Una fuerza es conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades:
- El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.
- El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.
- Cuando el rotacional de la fuerza es cero.
TRABAJO Y POTENCIA
Los cambios en el movimiento de los objetos están relacionados con la fuerzas y con el tiempo durante el cual se ejercen. Pero también se pueden considerar fuerza con la distancia y es cuando se habla de una cantidad denominada Trabajo. Este término tiene un significado en Física muy diferente a su significado cotidiano. Posteriormente se plantea la relación energía-trabajo. También se define el concepto de potencia que relaciona el trabajo y el tiempo. Finalmente se concluye con los aspectos más importantes de en particular porque representa la suma de la energía cinética y la energía potencial de un sistema y que se mantiene constante en todos los puntos de una trayectoria.
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| Trabajo | ||||||||
| En el campo de la Física no se habla de trabajo simplemente, sino de Trabajo Mecánico y se dice que una fuerza realiza trabajo cuando desplaza su punto de aplicación en su misma dirección. El Trabajo Mecánico se puede designar con la letra T o W. Cuando se levanta un objeto pesado contra la fuerza de gravedad se hace trabajo. Cuanto más pesado sea el objeto, o cuanto más alto se levante, mayor será el trabajo realizado. En todos los casos en los que se realiza un trabajo intervienen dos factores: (1) la aplicación de una fuerza y (2) el movimiento de un objeto, debido a la acción de dicha fuerza En general, el trabajo se puede dividir en dos categorías. Una de ellas es cuando se hace trabajo contra otra fuerza. Cuando un arquero extiende la cuerda del arco está haciendo trabajo contra las fuerzas elásticas del arco., se hace trabajo contra la fuerza de gravedad. Cuando haces abdominales estás haciendo trabajo contra tu propio peso. Se hace trabajo sobre un objeto cuando lofuerzas a moverse en contra de la acción de una fuerza opuesta... con frecuencia la fricción. | ||||||||
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El otro tipo de trabajo es el que se realiza para hacer cambiar la rapidez de un objeto. Es la clase de trabajo que se requiere para aumentar o disminuir la velocidad de un auto.
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; dondeFRICCIÓN O ROZAMIENTO
La fricción o rozamiento es una fuerza que se presenta cuando dos cuerpos se mueven uno respecto a otro. Es una fuerza que siempre se opone al movimiento.
Ejemplo:
Cuando un automóvil se mueve en la carretera aparece la fuerza de fricción entre las llantas y el pavimento, así como entre el aire y el automóvil.
La fricción entre el hule de la llanta y el asfalto representa un aspecto positivo de la ésta, ya que permite que el automóvil se desplace sobre la carretera. Tanto las llantas como las carreteras están diseñadas para que éste presente la fuerza de fricción.
En cambio, la fricción entre el aire y el automóvil se opone a su movimiento, por lo que representa un aspecto negativo de la fricción. En este caso, un diseño aerodinámico contribuye a disminuir la resistencia del aire.
Ventajas
Los efectos de la fricción pueden aprovecharse, en:
- Cuando se provoca un desgaste al pulir objetos, lográndose un acabado terso en muebles, joyas, herrerías, etcétera.
- Cuando se desea frenar un movimiento. Los frenos de los vehículos, los paracaídas y las rampas que se instalan en las carreteras para detener vehículos sin frenos son ejemplos de ello.
- El calor producido por la fricción es útil cuando se sabe aprovechar; por ejemplo: cuando tenemos se frotan las manos para producir calor o al crear frotando dos objetos.
Desventajas
Uno de los inconvenientes del fenómeno de la fricción es el desgaste que produce, por ejemplo en las suelas de los zapatos, la ropa y las piezas que forman una máquina.
La fricción ocasiona también pérdida de energía útil; por ejemplo, en un automóvil se utiliza más combustible al desplazarse en un camino de terracería que en una autopista; empujar un objeto sobre un piso áspero cansa más que hacerlo sobre un piso pulido.
La fricción produce calor y desgasta las máquinas.
Para disminuir la fricción y evitar el desgaste en las máquinas, se lubrican las superficies que están en contacto. Los lubricantes más usados en las máquinas son los aceites derivados del petróleo.
martes, 30 de abril de 2013
EQUILIBRIO ROTACIONAL
Ocurre cuando un cuerpo o sistema no gira con respecto a algún punto, aunque exista una tendencia.
Es decir cuando ocurre dos cosas:
1) La velocidad rotación angular es constante.
2) Cuando el eje de rotación no cambia de dirección en el tiempo.
Su formula es:
M = F*r
Donde:
F = Fuerza que se aplica
r = Brazo de palanca
Problemas de E quilibrio Rotacional
Una persona aplica una fuerza de 90N en el extremo de una llave, como se observa en la figura si la longitud de la llave es de 25cm. Calcula el momento de torsión que se ejerce sobre la tuerca.
M = F*r
M = (90N)(0.25m) = 22.5Nm
Una persona empuja una puerta perpendicularmente con una fuerza de 9N, si el momento de torsión que se produce es de 5.4Nm. ¿Cuál es el brazo de la palanca que utiliza?
M = F*r
Se despeja:
r= m/F
r = 5.4Nm/9N = 0.6m
EQUILIBRIO TRASLACIONAL
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LEYES DE NEWTON
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que
constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.2
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
- Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
- Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las
- Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Primera ley de Newton o Ley de la inercia
La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
Segunda ley de Newton o Ley de fuerza
La segunda ley del movimiento de Newton dice que:
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
Donde:
es el momento lineal
la fuerza total o fuerza resultante.
Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a la velocidad de la luz 7 la ecuación anterior se puede reescribir de la siguiente manera:
Sabemos que es el momento lineal, que se puede escribir m. V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.
es el momento lineal, que se puede escribir m. V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.
Consideramos a la masa constante y podemos escribir 
aplicando estas modificaciones a la ecuación anterior:
aplicando estas modificaciones a la ecuación anterior:
Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
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