miércoles, 12 de agosto de 2009

UNIDAD 5.0 TRABAJO Y ENERGÍA

Se produce un trabajo mecánico (motor o resistente), cuando una fuerza se desplaza y ocasiona un movimiento. Las unidades de trabajo son variadas; entre ellas el ergio, el julio (Joul) y kilogámetro son los más usados. Se denomina Potencia al trabajo realizado en la unidad de tiempo y se mide con el Watio, el kilowatio, el kilográmetro segundo y caballo vapor entre otras.

Energía (cinética y potencial) es la capacidad para producir un trabajo. El trabajo en los seres vivos, resulta de la aplicación de la energía consumida a los múltiplos de los movimientos.

Gran parte de la energía se convierte en calor que eleva la temperatura del cuerpo en unos animales, o se pierde casi todo en los demás y en las plantas.

Trabajo mecánico

Hay trabajo siempre que se aplica una fuerza que vence una resistencia y produce un movimiento. Los elementos del trabajo son la fuerza, la resistencia que hay que vencer y el movimiento que se produce.

Al calcular el valor del trabajo puede darse que:

· La fuerza que se aplica tiene la misma dirección que el movimiento que produce. En este caso el trabajo es T = f *e

· La fuera realizada no tiene la misma dirección que la del movimiento, ni dirección perpendicular a él, en este caso se calcula multiplicando intensidad de la fuerza por la resultante del camino recorrido por el cuerpo

· La dirección de la fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento. No hay trabajo.

Cuando se realiza un trabajo llamamos Tm, Trabajo Motor es la fuerza que se aplica y hace mover al cuerpo y es Tr, Trabajo Resistente que actúa en sentido contrario y es igual a Tm.

Tm = Tr

Unidades de medida

Se obtienen multiplicando unidades de fueraza por unidades de espacio.

La unidad de fuerza es la dina , que es la fuerza que aplicada a un gramo-masa, le produce una aceleración de un centímetro por segundo, durante un segundo.

La unidad de trabajo es el ergio, y corresponde al trabajo realizado por la fuerza de una dina, al desplazar su punto de aplicación un centímetro. Como es muy pequeña se usa el Joul (10.000.000 de ergios) y el kilojoul.

Otra medida es el kilográmetro, o trabajo que realiza una fuerza de un kilogramo para desplazar su punto de aplicación un metro. Un kilográmetro equivale a 9,8 Jouls

Concepto de Potencia

Hablamos de potencia cuando relacionamos trabajo realizado con tiempo empleado. Siendo W la potencia, T el trabajo y t el tiempo tenemos:

y en unidades de medida será

Otras unidades de medida

1 Kilowatio = 1000 wats

1 Kgm = 9,8 wats

Energía cinética y potencial

Por energía se conoce la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo. La energía sepuede manifestar de muchas formas, aquí destacamos:

Energía cinética que es la energía de un cuerpo en movimiento, se mide como el trabajo y depende de la masa del cuerpo que se mueve y su velocidad.

La energía potencial no se manifiesta por un movimiento y la poseen los cuerpos según su posición u otras condiciones. Esta energía producirá trabajo si previamente se transforma: muelle elástico, agua de un embalse, etc.

Medida de energía cinética

Producción de trabajo en los seres vivos

Considerados desde un punto de vista mecánico los seres vivos son máquinas que transforman la energía que reciben y producen trabajo. De la energía que forma parte del alimento, el ser vivo aprovecha por término medio un 20 % en producir trabajo. El resto se degrada y convierte en calor.

Bibliografía:

Básica: Física, Vol. 1, R. Resnick, D. Halliday and K. Krane (CECSA, 3era. edición en

castellano de la 4ta. edición en inglés, ISBN 968-26-1230-6)

Física Universitaria, Vol 1, F. W. Sears, M. W. Zemansky, H.D. Young, R. A.

Freedman, (Pearson, 11va edición, ISBN 970-26-0511-3).

Complementaria: Física, Vol. 1, P.A. Tipler, (Reverté, 3ra. edición, ISBN

84-291-4367-X)

Física, Vol. 1, R.. Serway (McGraw Hill, 3ra. edición,

ISBN 0-03-031353-8)

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