{"id":138,"date":"2021-03-18T11:03:30","date_gmt":"2021-03-18T17:03:30","guid":{"rendered":"https:\/\/multimediades.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica1\/?page_id=138"},"modified":"2022-05-17T14:01:18","modified_gmt":"2022-05-17T20:01:18","slug":"energia-trabajo","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/energia-trabajo\/","title":{"rendered":"Energ\u00eda y trabajo"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-getwid-section alignfull alignfull\"><div class=\"wp-block-getwid-section__wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background-holder\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background\"><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__foreground\"><\/div><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__content\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-content\">\n<p class=\"has-text-align-center\"> <object data=\"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/secc_energia.svg\"><\/object> <\/p>\n\n\n\n<h1 class=\"has-text-align-center wp-block-heading\">Energ\u00eda y trabajo<\/h1>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">1. Sumario<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Trabajo<\/li><li>Energ\u00eda cin\u00e9tica<\/li><li>Potencia<\/li><li>Energ\u00eda potencial (gravitatoria y el\u00e1stica)<\/li><li>Energ\u00eda Mec\u00e1nica<\/li><li>Conservaci\u00f3n de la energ\u00eda<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">2. Objetivo<\/h3>\n\n\n\n<p>Al finalizar el estudio de este cap\u00edtulo, entre otras habilidades, usted ser\u00e1 capaz de: <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Comprender los conceptos de trabajo y energ\u00eda presentes en la cotidianidad para su aplicaci\u00f3n en la resoluci\u00f3n de problemas en varias disciplinas.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">3. Introducci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n<p>A continuaci\u00f3n, se presentan una serie de sugerencias para cumplir con las experiencias de aprendizaje, que se proponen en el programa del curso de F\u00edsica I (teor\u00eda). Si bien son aplicables al curso, no son exhaustivas, por lo cual, cada estudiante puede aprovechar otros materiales recomendados en las referencias bibliogr\u00e1ficas.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">4. Gu\u00eda de lectura<\/h3>\n\n\n\n<ol type=\"a\" class=\"list-alpha wp-block-list\"><li>Debe efectuar la lectura de las secciones del libro en las cuales se trabajen los temas contenidos en el sumario. Preste particular atenci\u00f3n a las definiciones conceptuales y matem\u00e1ticas de trabajo, energ\u00eda (cin\u00e9tica, potencial, potencial gravitatoria, potencial el\u00e1stica), potencia y Teorema Energ\u00eda-Trabajo. Puede elaborar materiales de estudio como los comentados en la secci\u00f3n \u201cConsideraciones metodol\u00f3gicas\u201d. Asimismo, apunte las ecuaciones m\u00e1s importantes para la resoluci\u00f3n de ejercicios num\u00e9ricos. Adem\u00e1s de la lectura, se le sugiere a continuaci\u00f3n una serie de recursos de apoyo para su estudio<\/li><li>Video sobre trabajo y potencia. Enlace: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=MZdNjS5_60I\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=MZdNjS5_60I<\/a> (Duraci\u00f3n: 4 minutos)<\/li><li>Video sobre trabajo y energ\u00eda cin\u00e9tica. Enlace: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KtSjhb3EMx4\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KtSjhb3EMx4<\/a> (Duraci\u00f3n 5 minutos)<\/li><li>&nbsp;Videos sobre conservaci\u00f3n de la energ\u00eda y aplicaci\u00f3n. Enlace: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=jG0zDp3rZVk\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=jG0zDp3rZVk<\/a> y <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=5Ylxn5VWm-A\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=5Ylxn5VWm-A<\/a> (Duraci\u00f3n: 6 y 2 minutos)<\/li><li>Espacio de experimentaci\u00f3n con energ\u00eda mec\u00e1nica (simulaci\u00f3n). Enlace: <a href=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/energy-skate-park-basics\/latest\/energy-skate-park-basics_en.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/energy-skate-park-basics\/latest\/energy-skate-park-basics_en.html<\/a> <\/li><li>Espacio de experimentaci\u00f3n con energ\u00eda potencial el\u00e1stica (simulaci\u00f3n). Enlace: <a href=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/en\/simulation\/masses-and-springs\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/phet.colorado.edu\/en\/simulation\/masses-and-springs<\/a><\/li><li>Video sobre aporte a Conservaci\u00f3n de la Energ\u00eda en los Principia por parte de Emilie Du Chatelet (Duraci\u00f3n 8minutos): <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=DOkeE9oqso8\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">(9) EL Legado de la extraordinaria \u00c9milie du Ch\u00e2telet &#8211; YouTube<\/a><\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">5. Esquemas y ejemplos<\/h3>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-getwid-accordion has-icon-left\" data-active-element=\"none\">\n<div class=\"wp-block-getwid-accordion__header-wrapper\"><span class=\"wp-block-getwid-accordion__header\"><a href=\"#\"><span class=\"wp-block-getwid-accordion__header-title\">Cuadro sin\u00f3ptico<\/span><span class=\"wp-block-getwid-accordion__icon is-active\"><i class=\"fas fa-plus\"><\/i><\/span><span class=\"wp-block-getwid-accordion__icon is-passive\"><i class=\"fas fa-minus\"><\/i><\/span><\/a><\/span><\/div><div class=\"wp-block-getwid-accordion__content-wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-accordion__content\">\n<p>A continuaci\u00f3n, se le muestra un ejemplo de cuadro sin\u00f3ptico sobre los temas de trabajo y energ\u00eda cin\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"815\" src=\"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-1024x815.png\" alt=\"Ejemplo de cuadro sin\u00f3ptico sobre los temas de trabajo y energ\u00eda cin\u00e9tica\" class=\"wp-image-556\" srcset=\"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-1024x815.png 1024w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-300x239.png 300w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-768x611.png 768w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-938x746.png 938w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s-1130x899.png 1130w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2022\/05\/fisicatrabajo_s.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-getwid-accordion__header-wrapper\"><span class=\"wp-block-getwid-accordion__header\"><a href=\"#\"><span class=\"wp-block-getwid-accordion__header-title\">Ejercicios<\/span><span class=\"wp-block-getwid-accordion__icon is-active\"><i class=\"fas fa-plus\"><\/i><\/span><span class=\"wp-block-getwid-accordion__icon is-passive\"><i class=\"fas fa-minus\"><\/i><\/span><\/a><\/span><\/div><div class=\"wp-block-getwid-accordion__content-wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-accordion__content\">\n<p>A continuaci\u00f3n, se presentan dos ejercicios resueltos, uno de trabajo y uno de conservaci\u00f3n de la energ\u00eda mec\u00e1nica.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Ejercicio No. 1. <\/strong>&nbsp;La superficie inclinada de una rampa es extremadamente lisa y posee una longitud de 2,7 m. Determine qu\u00e9 \u00e1ngulo de inclinaci\u00f3n debe tener la rampa para que, al colocar una caja llena con libros en su parte m\u00e1s elevada para que parta del reposo, llegue a la base con una rapidez de 3,4 m\/s.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"687\" height=\"281\" src=\"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2021\/12\/ejercicio1_energia.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-398\" srcset=\"https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2021\/12\/ejercicio1_energia.png 687w, https:\/\/multimedia.uned.ac.cr\/pem\/wp\/fisica-general-1\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2021\/12\/ejercicio1_energia-300x123.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 687px) 100vw, 687px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\rightarrow Peso=m\\ g$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\rightarrow Trabajo=Peso\\ast Desplazamiento\\ast Coseno\\ del\\ \u00e1ngulo\\ entre\\ los\\ dos$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\rightarrow W=\\ m\\ g\\ d\\ cos(90\u00b0 -\\ \u03b8)$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\rightarrow El\\ trabajo\\ neto\\ es\\ igual\\ al\\ cambio\\ en\\ la\\ energ\u00eda\\ cin\u00e9tica:$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$W=\\ \\frac{1}{2}\\ m\\ {V_f}^2-\\frac{1}{2}\\ m\\ {V_i}^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$m\\ g\\ d\\ cos(90\u00b0 -\\ \u03b8)= \\frac{1}{2}\\ m {V_f}^2\\ -\\ \\frac{1}{2}\\ m {V_i}^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$m\\ g\\ d\\ cos(90\u00b0 -\\ \u03b8)= \\frac{1}{2}\\ m {V_f}^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$g\\ d\\ cos(90\u00b0 -\\ \u03b8)= \\frac{1}{2}\\ {V_f}^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$g\\ d\\ sen\u03b8= \\frac{1}{2} {V_f}^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> $$sen\u03b8= \\frac{{V_f}^2}{2\\ g\\ d } $$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> $$\u03b8\\ = {sin}^-1 \\left(\\frac{{V_f}^2}{2\\ g\\ d} \\right)$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\theta=\\ \\sin^{-1}{\\left[\\frac{\\left(3,4\\ m\/s\\right)^2}{2\\ast9,8\\ m\/s^2\\ast\\ 2,7m}\\right]}$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\theta=12,6\u00b0$$<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Ejercicio No. 2. <\/strong>&nbsp;Un resorte cuya constante es de 1,5 kN\/m est\u00e1 fijo en uno de sus extremos al piso. Si el resorte se comprime 7,2 cm respecto de su posici\u00f3n de equilibrio y se coloca en su extremo una bola de goma de 80 g \u00bfcon qu\u00e9 rapidez saldr\u00e1 la bola dirigida hacia arriba una vez que se despegue del resorte?<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$${EM}_1=\\ {EM}_2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$U_{el\u00e1stica1}+K_1= U_{el\u00e1stica2}+K_2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"> $$U_{el\u00e1stica1}= K_2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$\\frac{1}{2}k\\ x^2=\\ \\frac{1}{2}\\ m\\ v^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$k\\ x^2=\\ m\\ v^2$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$v^2=\\ \\frac{k\\ x^2}{m}$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$v=\\ \\sqrt{\\frac{k\\ x^2}{m}}$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$v=\\ x\\ \\sqrt{\\frac{k}{m}}$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$v=\\ 0,072\\ m\\ \\sqrt{\\frac{1500\\ N\/m}{0,08\\ g}}$$<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">$$v=9,9\\ m\/s$$<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">6. Fuentes<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"sang-frances\">Traful, UTEM. (2016).<em> Aplicaci\u00f3n de la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda mec\u00e1nica<\/em>. Recuperado de: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=5Ylxn5VWm-A\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=5Ylxn5VWm-A<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"sang-frances\">Traful, UTEM. (2016).<em> Energ\u00eda potencial y conservaci\u00f3n de la energ\u00eda<\/em>. Recuperado de: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=jG0zDp3rZVk\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=jG0zDp3rZVk<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"sang-frances\">Traful, UTEM. (2016).<em> Trabajo y energ\u00eda cin\u00e9tica<\/em>. Recuperado de: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KtSjhb3EMx4\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KtSjhb3EMx4<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"sang-frances\">Traful, UTEM. (2016).<em> Trabajo mec\u00e1nico y potencia<\/em>. Recuperado de: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=MZdNjS5_60I\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=MZdNjS5_60I<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"sang-frances\"><em>University of Colorado.<\/em> (s.f.). <em>Energ\u00eda en la pista de patinaje<\/em> [simulaci\u00f3n interactiva]. Recuperado de: <a href=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/energy-skate-park-basics\/latest\/energy-skate-park-basics_es.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/energy-skate-park-basics\/latest\/energy-skate-park-basics_es.html<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>1. Sumario Trabajo Energ\u00eda cin\u00e9tica Potencia Energ\u00eda potencial (gravitatoria y el\u00e1stica) Energ\u00eda Mec\u00e1nica Conservaci\u00f3n de la energ\u00eda 2. 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