segundo bimestre - Prescott The Anglo American School

PRESCOTT Anglo American School
High School
SEGUNDO BIMESTRE
PROGRAMA DE RECUPERACIÓN ANTICIPADO (PRA)
ÁREA/PROGRAMA: Ecoeficiencia / Ecoeficiency
GRADO:
10th
ASIGNATURA/MÓDULO: Mundo Físico
GTA
Apellidos y nombres
Profesor
Sección
HC1085
Los alumnos serán capaces de describir, experimentar y formular hipótesis sobre las teorías,
leyes y principios físicos, demostrándolos en base a conocimientos cotidianos, utilizando
materiales a su alcance, tanto virtuales como reales.
Los alumnos desarrollarán comprensión acerca de las leyes del trabajo mecánico,
MC3980
en distintos objetos, con instrumentos variados, formulando conclusiones
adecuadas.
TRABAJO, POTENCIA Y EFICIENCIA
1) Introducción:
El concepto común que se tiene de trabajo es muy diferente al concepto de trabajo desde el
punto de vista físico.
2) Trabajo mecánico:
En física decimos que una o más fuerzas realizan trabajo mecánico cuando vencen la resistencia
de otro agente y lo hacen mover de un punto a otro.
W  ( F  cos  )d
F = Fuerza que realiza trabajo.
W = Trabajo realizado por F
θ = Ángulo entre la Fuerza y el desplazamiento
d = Desplazamiento
3) Potencia:
Es aquella magnitud escalar que nos indica la rapidez con la que se puede realizar trabajo.
P  F v
P
W
t
4) Eficiencia:
El hombre ha inventado las máquinas para convertir un tipo de energía en otro tipo de energía
que se pueda utilizar
e
Pu
Pc
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Ejemplo:
Haciendo una fuerza de 120N que forma 60º con la horizontal se arrastra una caja desplazándola
en 6m, esta tarea demoró 40s. Halle la potencia desarrollada.
Calculamos el trabajo:
W=Fdcos60º
W=(120N)(6m)(1/2)
W=360J
La potencia será:
P=W/t
P=360J/40s
P=9 watts
Actividad 1.- Resuelve los siguientes problemas:
1) Se suelta un cuerpo de una altura de 80m. Determine el trabajo desarrollado por su peso de
20N hasta que llega a tierra.
2) Una grúa jala un auto de 1000kg con una fuerza de 5000N, formando 53º con respecto a la
horizontal. Calcula el trabajo realizado.
3) Un obrero levanta un saco de 68kg desde sus pies hasta su hombro, aplicando la menor fuerza
posible. Calcula el trabajo que realiza el obrero y el peso, si la altura desplazada es de 1,5m.
4) Un ascensor de masa 500kg, con cuatro personas a bordo, cada una con una masa de 75kg,
asciende una altura de 28m con velocidad constante, en 32s. Calcula la potencia del motor.
5) Si el trabajo que pierde una máquina es 20J en cada segundo y el trabajo útil es 80J cada
segundo, halla el rendimiento.
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HC1085
Los alumnos serán capaces de describir, experimentar y formular hipótesis sobre las teorías,
leyes y principios físicos, demostrándolos en base a conocimientos cotidianos, utilizando
materiales a su alcance, tanto virtuales como reales.
Los alumnos desarrollarán comprensión acerca de la energía, comprobando sus
MC3946
principios y leyes de manera experimental, registrando las observaciones y
resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas.
ENERGÍA MECÁNICA
1) Introducción:
Los seres humanos y las máquinas consumen energía para poder trabajar y generar movimiento.
2) Energía:
La energía puede considerarse como la capacidad para hacer trabajo. Un objeto tiene energía si
es capaz de ejercer una fuerza sobre otro objeto para efectuar un trabajo sobre él.
3) Energía mecánica:
Un sistema puede tener energía mecánica como consecuencia de su ubicación o su movimiento.
3.1) Energía potencial: Es la energía de un objeto debido a su posición.
EP  mgh
3.2) Energía cinética: Es la capacidad de un cuerpo para efectuar trabajo en virtud de su
movimiento
EC 
1 2
mv
2
4) Ley de la conservación de la energía:
“La energía no se crea ni se destruye; se puede transformar de una forma en otra, pero la
cantidad total de energía no cambia jamás”
Ejemplo: Un ave de 0,5 kg vuela con una rapidez de 10m/s a una altura de 20m. Calcule:
a) La energía cinética del ave.
b) La energía potencial del ave.
c) La energía mecánica del ave. (g=10m/s2)
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RESOLUCIÓN:
a) Cálculo de la energía cinética:
EC=1/2 mv2
EC=1/2 (0,5kg)(10m/s)2
EC=25J
b) Cálculo de la energía potencial:
EP=mgh
EP=(0,5kg)(10m/s2)(20m)
EP=100J
Actividad 1. Resuelve los siguientes problemas:
1) Un mono de 20kg sube por un árbol con una rapidez de 0,4m/s. Halle la energía potencial
que ganó el mono si llegó a la copa del árbol en 20s.
2) ¿Hasta qué altura se debe levantar unas pesas de modo que cuando sean soltadas se
estrellen en el piso con una velocidad de 5m/s?
3) Se deja caer un objeto desde una altura de 21m. ¿A qué altura durante su caída la
energía cinética será el doble que su energía potencial?
4) Un auto de 400kg parte desde el reposo con una aceleración constante de 0,5m/s 2. Halle
la energía cinética del auto cuando han transcurrido 20s.