Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Física de Secundaria

Trabajo y Energía: Conceptos Fundamentales

La Energía y sus Formas

La energía es una propiedad de los cuerpos y de los sistemas físicos que les permite experimentar cambios. Se presenta en diversas formas. Los seres vivos obtienen energía a partir de los alimentos. La energía se manifiesta de muy diversas maneras: energía química, térmica, eléctrica, luminosa, nuclear, etc. En toda transformación energética, la energía nunca se pierde; en todo caso, se dan transformaciones de una forma de energía en otra.

Propiedades de la Energía

• La energía se transfiere: trabajo (forma mecánica) y calor (forma térmica).

Energía Mecánica

Se hace referencia a dos formas de energía:

• Energía Cinética (Ec)

  Es la energía asociada al movimiento;

Movimiento

Definición: Un cuerpo se mueve si cambia de posición con respecto a un sistema de referencia. El movimiento depende del sistema de referencia (es un punto o un conjunto de puntos que se utilizan para determinar si un cuerpo se mueve). Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición respecto al sistema de referencia a medida que pasa el tiempo, y está en reposo si su posición no cambia.

Sistema de referencia

Sistema de referencia: punto o conjunto de puntos que permiten determinar la posición y el movimiento de un cuerpo.

Conceptos vectoriales

Vector: Un vector es un segmento orientado.

• Módulo: tamaño del vector.
• Dirección: dirección de la recta que contiene al vector.
• Sentido: indica hacia dónde se mueve el cuerpo.

Trayectoria

Trayectoria:

Fundamentos de la Electricidad y la Electrostática

La Electrización: Adquisición de Carga Eléctrica

La electrización es el fenómeno por el cual los cuerpos adquieren carga eléctrica. Existen tres métodos principales para lograr este proceso:

• Electrización por Frotamiento: Se consigue cargar un cuerpo neutro al frotarlo con otro material.
• Electrización por Inducción: Ocurre al aproximar un cuerpo cargado eléctricamente a un cuerpo neutro, sin contacto físico.
• Electrización por Contacto: Se produce al poner un cuerpo neutro en contacto físico con un cuerpo previamente electrizado.

Materiales Conductores y Aislantes

Los materiales se clasifican según su capacidad para permitir el flujo de carga:

• Materiales Conductores: Son aquellos que

Trabajo y Energía: Conceptos Fundamentales

La energía es la capacidad que posee un cuerpo u objeto de poder realizar un trabajo. El trabajo es energía que se transfiere.

Para que una fuerza realice trabajo es necesario un desplazamiento, ya que solo el hecho de que exista una fuerza no significa que se esté realizando un trabajo.

Definición de Trabajo

El trabajo se realiza bajo dos condiciones principales:

• Cuando se hace trabajo contra otra fuerza (e.g., fricción o gravedad).
• Cuando se realiza trabajo para cambiar la rapidez (velocidad) de un cuerpo.

Definición de Energía

La energía se caracteriza por:

• Transferencia.
• Transformación.

Potencia

La potencia es cuán rápido se realiza un trabajo. Mide la tasa de transferencia de energía. La ventaja...

La Energía: Definición y Principios Fundamentales

La energía es una magnitud física que mide la capacidad de un cuerpo para producir cambios en él o en otro cuerpo.

La energía se transmite mediante procesos como el trabajo y el calor. Al variar la energía de un cuerpo, se producen cambios en sus propiedades, tales como temperatura, estado de agregación, altura o velocidad, a menudo manifestados en forma de calor.

Principio de Conservación de la Energía

• La energía no se puede crear ni destruir; solo se puede transformar, transportar y transmitir de unos cuerpos a otros.

Tipos Principales de Energía

Energía Térmica

Relacionada con el movimiento de los átomos y otras partículas.

• Cuando un cuerpo cede o absorbe energía térmica, ocurren

Trabajo (W)

Trabajo (W): Es el producto de la fuerza por el desplazamiento en la misma dirección. W = F · s

• El trabajo es una transformación que solo se produce si hay energía.
• La unidad en el SI es el julio (J).
• Para que haya trabajo tiene que haber desplazamiento; y si la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares, tampoco hay trabajo.

Potencia y máquinas simples

Potencia (P): Es el trabajo por unidad de tiempo.

P = W / t

La unidad en el SI es el vatio (W).

Las máquinas sirven para facilitar el trabajo. Las más sencillas son las máquinas simples:

• Palancas: Tienen un punto de apoyo (fulcro) y la fuerza que se opone (resistencia).
• Poleas: Facilitan el trabajo, porque la fuerza para subir un peso se aplica hacia abajo en vez de hacia arriba.

Introducción al Movimiento Periódico y Oscilatorio

Un cuerpo o una partícula describe un movimiento periódico cuando las variables de posición, velocidad y aceleración toman los mismos valores después de cada intervalo de tiempo constante, denominado periodo.

Una partícula describe un movimiento vibratorio u oscilatorio cuando se desplaza sucesivamente a un lado y a otro de su posición de equilibrio, repitiendo a intervalos regulares de tiempo sus variables cinemáticas. Un ejemplo clásico es el péndulo.

Así, el movimiento oscilatorio de un cuerpo sobre una trayectoria recta es armónico simple (MAS) cuando está sometido a la acción de una fuerza de atracción proporcional al vector posición, con origen en su punto de equilibrio...

ACELERACIÓN

Problema 1

Problema 2

Problema 3

Tipos de Movimiento Rectilíneo

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Un cuerpo sigue un movimiento rectilíneo uniforme si su trayectoria es una línea recta y se desplaza con velocidad constante.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

Este movimiento lo presentan los objetos que se desplazan en línea recta y con aceleración constante.

Los Efectos de las Fuerzas

Una fuerza es cualquier causa capaz de deformar un cuerpo o modificar su estado de reposo o movimiento.

Deformación

Los objetos pueden tener varios comportamientos ante una fuerza que los deforma, es decir, cambia su tamaño y su forma.

Deformación Elástica

Son aquellos materiales que recuperan su tamaño y forma cuando la fuerza deja de actuar.

Deformación Plástica

Se producen...

Inclinación del Eje de Rotación Terrestre

El primero de los elementos mencionados viene dado por las variaciones en la inclinación u oblicuidad del eje de rotación terrestre. Actualmente está desviado 23,5° con respecto a la vertical, pero ese valor cambia muy lentamente (ahora está disminuyendo) oscilando entre 21,6° y 24,5°, con una periodicidad de 41.000 años.

El impacto sobre el sistema climático de esta variación es el siguiente: cuanto más inclinado esté el eje, mayor será el contraste en la radiación recibida entre el verano y el invierno en las latitudes altas de ambos hemisferios, mientras que los valores en el ecuador permanecerán prácticamente inalterados. Durante los veranos, los rayos solares incidirán más perpendicularmente...