Guía Cursos Anuales

FS-10
Guía Cursos Anuales
Ciencias Plan Común
Física
2008
Trabajo y energía II
Física 2008
Guía Cursos Anuales
Introducción:
La presente guía tiene por objetivo proporcionarte distintas instancias didácticas relacionadas
con el proceso de aprendizaje-enseñanza. Como cualquier otro material didáctico requiere
de tu estudio sistemático.
Resolverás 20 ejercicios relacionados con los siguientes contenidos:
Energía Cinética.
Energía Potencial.
Estos contenidos los encontrarás en el capítulo 3 del libro ciencias plan común, desde la
página 86 hasta la página 91.
Habilidades de la clase
Conocimiento: conocer información explícita que no implica un mayor manejo de
contenidos, se refiere al dominio conceptual de los contenidos
Comprensión: además del reconocimiento explícito de la información, ésta debe
ser relacionada para manejar el contenido evaluado.
Aplicación: es el desarrollo práctico tangible de la información que permite aplicar
los contenidos asimilados.
Análisis: es la más compleja de las habilidades evaluadas. Implica reconocer,
comprender, interpretar e inferir información a partir de datos que no necesariamente
son de conocimiento directo.
Es fundamental que escuches atentamente la explicación de tu profesor, ya que la P.S.U. no es
sólo dominio de conocimientos, sino también dominio de habilidades.
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CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
Ideas fuerza
Las ideas fuerza constituyen la enunciación de los contenidos de la clase y sus características
fundamentales, es importante que como ejercicio de auto evaluación, compruebes al final de
cada sesión si realmente lograste entender cada contenido.
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Física 2008
Energía Cinética: Se relaciona con la rapidez del cuerpo en estudio.
Energía Potencial: Se relaciona con la posición del cuerpo en estudio.
Láminas Power Point
A continuación encontrarás las láminas correspondientes a la presentación Power Point que
se desarrollará en la clase, de este modo podrás complementar tus apuntes de manera más
eficaz.
¿QUÉ ES LA ENERGÍA?
�
�
�
�
�
�
La energía se define
como la capacidad de
un cuerpo para realizar
trabajo.
Eólica.
Térmica.
Química.
Eléctrica.
Mecánica.
Nuclear.
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CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
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Física 2008
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ENERGÍA CINÉTICA
�
La energía cinética de un
cuerpo es directamente
proporcional a su masa y
al cuadrado de su rapidez.
�
Está relacionada con la
rapidez del cuerpo.
1
mv 2
2
EC =
Unidades para Energía
S.I.= Joule = (N · m)
C.G.S.=Ergios =(dina· cm)
ENERGÍA POTENCIAL
�
Está relacionada con la
posición del cuerpo.
GRAVITATORIA
E p = mgh
ELÁSTICA
EE =
1
2
k (∆x )
2
POSICIÓN Y ENERGÍA
POTENCIAL
h
4
CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
x
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______________________________________________________________________________
___________________________
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TRABAJO - ENERGÍA CINÉTICA
�
El trabajo total realizado por la fuerza
neta es igual a la variación de energía
cinética.
W = ∆E C
W = E Cf − E Ci
W=
1
m(v 2F − v 2I )
2
TRABAJO - ENERGÍA POTENCIAL
�
�
El trabajo realizado por la fuerza peso es igual
al valor opuesto de la variación de energía
potencial gravitatoria.
El trabajo realizado por la fuerza elástica es
igual al valor opuesto de la variación de energía
potencial elástica.
W = − ∆E P
W = E Pi
 W = mg(h i − h f )

k(x i2 − x f2 )

W
=
2
− E Pf 

SÍNTESIS DE LA CLASE
Energía
Se divide en
Cinética
Potencial
La poseen
Depende de
Cuerpos en
movimiento
Posición en
un sistema de
referencia
Capacidad
para efectuar
Trabajo
Puede ser
Potencial elástica
Potencial gravitatoria
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Guía Cursos Anuales
Física 2008
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CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
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Física 2008
Guía Cursos Anuales
Trabajo y Energía 2
Para esta guía considere g = 10 [m/s2]
1. La energía se presenta de varias formas. La que depende de su velocidad y posición
respectivamente son
A)
B)
C)
D)
E)
energía cinética y energía potencial.
energía potencial y energía eléctrica.
energía química y energía hidráulica.
energía atómica y energía cinética.
energía elástica y energía calórica.
2. Una bala de 50 [g] que se mueve a 200 [m/s] tiene una energía cinética de
A)
1
B)
10
C) 100
D) 500
E) 1.000
[J]
[J]
[J]
[J]
[J]
3. En cierto instante dos cuerpos, de masas m1 y m2 adquieren velocidades de tamaño v1 y v2.
¿En cuál de los siguientes casos la energía cinética de ambos cuerpos es la misma?
A)
B)
C)
D)
E)
6
m1 = m2
m 1 = m2
m1 = 4m2
m1 = 4m2
m1 = 8m2
y
y
y
y
y
v1 = 2v2
v2 = 2v1
v2 = 2v1
v2 = 4v1
v2 = 16v1
CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
4. Una caja de 40 [kg] con las dimensiones que se señalan en la figura, se voltea de la posición
(a) horizontal a la posición (b) vertical. Determina la variación de la energía potencial de la
caja, considerando que su centro de masa se encuentra en la intersección de las diagonales.
A)
B)
C)
D)
E)
50
150
200
400
600
[J]
[J]
[J]
[J]
[J]
1,4[m]
0,4[m]
(a)
Guía Cursos Anuales
Física 2008
(b)
5. Un nadador de masa m [kg] inicialmente tiene una rapidez de 4 [m/s]. Si al cabo de un
cierto instante su rapidez es de 8 [m/s], ¿que trabajo efectuó?
A)
B)
C)
D)
E)
12m [J]
24m [J]
48m [J]
120m [J]
240m [J]
6. Determine la energía potencial de un niño de 60 (kg) parado en un trampolín de una
piscina, a 4 metros de altura.
A)
B)
C)
D)
E)
240 [J]
600 [J]
1200 [J]
2400 [J]
6000 [J]
CEPECH Preuniversitario, Edición 2008
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Física 2008
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7. Despreciando la fuerza de roce en cada caso. ¿En cuál situación se necesita realizar un mayor
trabajo?
I. Al sacar un tren desde el reposo hasta moverse con una velocidad de 5 [m/s].
II. Al acelerarlo de 5 [m/s] hasta 10 [m/s].
III. Al acelerarlo de 10 [m/s] hasta 12 [m/s].
Es(son) verdadera(s)
A)
B)
C)
D)
E)
Sólo I
Sólo II
Sólo III
Sólo I y II
Sólo I y III
8. Se lanza verticalmente hacia abajo, desde 50 metros de altura, un cuerpo de 2 (kg) con
rapidez inicial de 5 (m/s). Determine la energía potencial del cuerpo en el momento de
haber sido lanzado.
A)
B)
C)
D)
E)
100 [J]
25 [J]
1000 [J]
400 [J]
0 [J]
9. De acuerdo al gráfico de velocidad para un cuerpo de 15 [g] de masa, ¿cuál es la mínima
energía cinética que puede adquirir el cuerpo?
A)
B)
C)
D)
E)
0,15 [J]
0,25 [J]
0,75 [J]
1,5 [J]
3 [J]
8
6
vy[m/s] 4
2
0
4
8
vx[m/s]
8
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10. La bolita desliza por la rampa sin roce de la figura, el comportamiento gráfico de la energía
en función del tiempo corresponde a:
I. Ec
II.
Ep
III.
t
A)
B)
C)
D)
E)
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Ec
t
t
Sólo I
Sólo II
Sólo III
Sólo I y II
Sólo II y III
11. El resorte de la figura tiene una constante de rigidez k = 50 [N/m]. Si para empujar el bloque
desde A hasta B, el resorte se estira 10 [cm], determine su energía potencial elástica.
A)
B)
C)
D)
E)
2.500 [J]
250 [J]
25 [J]
2,5 [J]
0,25 [J]
B
A
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12. Un cuerpo se encuentra en un extremo de un resorte, el cual tiene una deformación de x [cm].
Al aumentar la deformación a 2x [cm], se verifica que:
I. La fuerza ejercida por el resorte sobre el cuerpo aumenta al doble.
II. La energía potencial elástica aumenta al cuádruplo.
III. La constante de rigidez aumenta al doble.
A)
B)
C)
D)
E)
Sólo I
Sólo II
Sólo III
Sólo I y II
I, II y III
Enunciado para las preguntas 13 y 14. Un cuerpo de masa 2 [kg] se desprende y cae
desde una altura de 3 [m].
13. Determine la energía potencial del cuerpo antes de caer.
A)
B)
C)
D)
E)
0 [J]
6 [J]
20 [J]
30 [J]
60 [J]
14. Determine la energía cinética del cuerpo antes de caer.
A)
B)
C)
D)
E)
0 [J]
6 [J]
20 [J]
30 [J]
60 [J]
15. El trabajo necesario para incrementar la rapidez a un bloque de 5 (kg) desde 4 (m/s) al doble es
A)
B)
C)
D)
E)
10
20 [J]
30 [J]
500 [J]
120 [J]
60 [J]
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16. Si la masa de un cuerpo disminuye a la mitad y la velocidad aumenta al doble, la energía
cinética
A)
B)
C)
D)
E)
aumenta al doble.
disminuye a la mitad.
se mantiene.
aumenta al cuádruplo.
disminuye a la cuarta parte.
Guía Cursos Anuales
Física 2008
17. Si la masa de un cuerpo disminuye a la mitad y la altura aumenta al cuádruplo, la energía
potencial
A)
B)
C)
D)
E)
aumenta al doble
disminuye a la mitad
se mantiene
aumenta al cuádruplo
disminuye a la cuarta parte
18. Con respecto a la energía cinética de un objeto, es correcto afirmar que:
I. Depende de su masa y su rapidez.
II. Es nula si el cuerpo está en reposo.
III. Es proporcional a su rapidez
A)
B)
C)
D)
E)
Sólo I
Sólo II
Sólo III
Sólo I y II
I, II y III
19. Con los datos de la figura, se puede afirmar:
A) EPA = 2EPC
B) EPA = EPB + EPC
C) EPB = 2EPC
E
D) EPB = PC
2
EPB
E) EPC =
2
A
h/2
h
B
h/4
C
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20. Un cuerpo de masa m se mueve horizontalmente con velocidad constante v a una altura h.
Es correcto afirmar que:
I. Su energía cinética es
mv2
2
II. Su energía potencial es mgh.
III. Su energía cinética aumenta en forma constante.
A)
B)
C)
D)
E)
Sólo I
Sólo II
Sólo III
Sólo I y II
Sólo II y III
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C
JO ON
...
O
Anota aquí tus respuestas y cotéjalas con la explicación de
tu profesor; es importante que además de la clave correcta
te fijes en la habilidad que estás desarrollando, para esto te
proporcionamos un cuadro explicativo de habilidades en tu
libro Cepech pág. 8.
Pregunta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Alternativa
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Habilidad
Conocimiento
Aplicación
Análisis
Aplicación
Comprensión
Aplicación
Análisis
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Análisis
Aplicación
Conocimiento
Aplicación
Comprensión
Comprensión
Conocimiento
Análisis
Conocimiento
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Guía Cursos Anuales
•
•
Prepara tu próxima clase
Durante la próxima clase se revisarán los siguientes contenidos:
• Energía mecánica
• Principio de conservación de la energía
Desde la página 91 hasta la página 99 de tu libro Cepech.
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Mis notas
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