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INSTITUCION EDUCATIVA MUNICIPAL “MARCO FIDEL SUAREZ” RESOLUCION No.0353 del 26 DE AGOSTO DE 2003
ANGANOY – PASTO
ASIGNATURA: FISICA - AÑO ESCOLAR 2020
PRIMER PERIODO
UNIDAD II: MECANICA TEMA Nº 7: Conservación Energía Mecánica.
GRADO: ONCE JORNADA DE LA TARDE DOCENTE: Milena del Rosario Pantoja.
INTENSIDAD HORARIA: 4 HORAS SEMANALES FECHA: mayo 28 a junio 5 del 2020
FECHA DE ENTREGA: 5 de junio 2020.
Conozcamos lo Esencial
Conservación de la Energía Mecánica
Si solamente fuerzas conservativas actúan sobre un cuerpo en movimiento, la suma de energía
cinética del mismo más su energía potencial, permanecen constantes en cualquier punto de la
trayectoria.
La suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo, en un punto dado, se denomina energía mecánica
total del cuerpo en dicho punto, y la representaremos por mE ; es decir,
pkm EEE ,
Volviendo a la expresión
pBkBpAkA EEEE
Se ve que pAkA EE representa la energía mecánica total, mAE , en A, en tanto que pBkB EE representa la energía
mecánica total, mBE en B. por tanto,
INTRODUCCION
El sistema de conservación de la energía mecánica es una de las leyes de la física que nos permite entender el
comportamiento de muchos sistemas en la naturaleza, ejemplos tan claros como una aventura en montaña rusa, el juego
del saltarín, hasta el tan complejo sentido energético de la muerte, pero la importancia radica en la utilización de esta
ley a favor del aprovechamiento en la vida diaria y como por ejemplo en nuestra situación actual de aislamiento.
COMPETENCIA:
Comprender el comportamiento de la ley de conservación de la energía.
mBmA EE
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ANGANOY – PASTO
Lo anterior se puede expresar de la siguiente manera:
“si solo fuerzas conservativas actúan sobre un cuerpo en movimiento, su energía mecánica total permanece
constante para cualquier punto de la trayectoria, o sea, que la energía mecánica del cuerpo se conserva.”
Por tanto, cuando sólo actúan fuerzas conservativas, si la energía potencial de un cuerpo disminuye (o bien aumenta),
su energía cinética aumenta (o bien disminuye), de manera que su energía mecánica total permanece constante; es
decir, se conserva. A ello se debe que estas fuerzas se denominan “conservativas”.
Ejemplo 1:
Principio General de Conservación de la
Energía:
La energía se puede transformar de una clase a
otra, pero no puede ser creada ni destruida.
De manera que la energía total se conserva.
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Ejemplo 2.
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En los siguientes ejercicios considere la situación indicada en la figura, en la cual una persona arroja una pelota
verticalmente hacia abajo, desde lo alto de un edificio. En el punto A, cuando la pelota sale de la mano de la
persona, su energía potencial respecto al suelo es JE pA 8 , y su energía cinética JEkA 5 .
1. Despreciando la fricción con el aíre durante la caída, responda:
a. ¿Cuál es la energía mecánica total de la pelota en A?
b. ¿Cuál es la fuerza única que actúa sobre el cuerpo mientras cae? Esta
fuerza, ¿es conservativa o disipativa?
c. Entonces, ¿Cuánto vale la energía mecánica total de la pelota en M? ¿y en
B?
2. En las condiciones del ejercicio anterior:
a. Suponiendo que la energía cinética de la pelota en M es JEkM 7 , ¿cuál
es su energía potencial en ese punto?
b. ¿Cuál es la energía potencial del objeto en B? de modo que, ¿cuál es su
energía cinética en este punto?
3. Considerando los datos de los ejercicios 1 y 2, determine:
a. ¿Cuál fue la pérdida de energía potencial de la pelota al pasar de A a M?
De manera que, ¿Cuál fue su incremento de energía cinética?
b. ¿Qué valor tuvo la pérdida de energía potencial de la pelota al pasar de A a
B? así pues, ¿Cuál fue el aumento en su energía cinética?
4. Suponga ahora que la fuerza de fricción con el aire durante la caída de la pelota, no es despreciable.
a. En este caso, ¿qué fuerzas actúan sobre la pelota durante la caída? ¿Ambas
son conservativas?
b. Luego entonces, ¿se conservará su energía mecánica?
5. considerando todavía que existe fricción entre la pelota y el aire, y con
ayuda de los datos del ejercicio 2, responda:
a. La energía mecánica de la pelota en M, ¿será mayor, menor o igual a 13 J?
b. La energía potencial de la pelota en M, ¿será mayor, menor o igual a 6 J?
c. La energía cinética de la pelota en M, ¿será mayor, menor o igual a 7 J?
6. Suponga que al llegar a B, la energía cinética de la pelota es 10 J.
a. ¿Cuál fue la pérdida de energía potencial de la pelota al desplazarse de A a
B?
b. ¿Cuál fue el incremento de energía cinética de la pelota entre A y B? ¿Por
qué este incremento no fue igual a la pérdida de energía potencial?
c. ¿Cuánto vale la energía mecánica total del objeto en B?
d. ¿Cuánto disminuyó la energía mecánica de la pelota en el movimiento de A a
B?
e. ¿Cuál es la cantidad de calor generada por el efecto de la fricción?
Analiza y Responde
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1. Una fuerza resultante F
actúa sobre una partícula en movimiento rectilíneo, en la dirección y sentido de
su velocidad. La magnitud de F
varía con la posición de la partícula, de acuerdo con el diagrama de este
problema:
a. ¿Cuál es el trabajo realizado por F
cuando la partícula se desplaza de 0 hasta 3 metros?
b. Sabiendo que la partícula poseía una energía cinética de 7.5 J al pasar por d=0, ¿Cuál será su energía
cinética al llegar a la posición d=3m?
c. ¿Es posible determinar la velocidad de la partícula al pasar por d=3 m? Explique.
2. una bola, de masa m=2 kg, se desliza, sin fricción, por el tobogán ABCD, que se indica en la figura de este
problema. En A, la energía cinética de la esfera es de 10 J, y su energía potencial vale 54 J. ¿cuáles de las
siguientes afirmaciones son correctas?
3. Un cuerpo de masa 2 kg. es soltado desde una altura de 1.5 m, directamente sobre un resorte no deformado,
cuya constante elástica es de m
N200 . Considerando 210s
mg , determine la máxima deformación que
el cuerpo provocará en el resorte, después de llegar a él.
a. La energía cinética de la bola al pasar por B, es de 64 J.
b. La energía potencial de la bola en C, vale 18 J.
c. La energía cinética de la esfera en C, vale 46 J.
d. La energía mecánica total de la esfera en D, vale 64 J.
e. La velocidad de la bola en D, es de s
m8 .
Resolvamos Problemas
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4. Un carrito de masa 2 Kg se desplaza, sin fricción, a lo largo de la superficie mostrada en la figura de este
problema, y pasa por el punto P a una velocidad de s
m10 (considere 210s
mg ).
a. Demuestre que el carrito llegará al punto R.
b. Determine la velocidad del carrito al pasar por el punto R.
5. Un cuerpo de masa 5 kg es soltado de una altura de 2 metros. Si se desprecia la resistencia y se considera
210s
mg , la energía mecánica total de este cuerpo, a una altura de 0.5 metros, vale:
a. 100 julios.
b. 0.50 julios.
c. 25 julios.
d. 75 julios.
e. Cero.
ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE
Si se le facilita, refuerce el tema ingresando a Internet y observe los videos:
– YouTube - https://youtu.be/CXK22s84gcc
https://youtu.be/gwerHET2JWw
2. En su cuaderno de Física, consigne el contenido de la guía.
3. Resuelva la guía en su cuaderno de física justificando la respuesta de cada pregunta.
4. Envíe fotografía al correo: [email protected] o al WhatsApp
3116104655.
5. En caso de no tener acceso a ninguna opción de envió registrar las tareas en sus
cuadernos para una futura evaluación al regresar a clases presenciales.
Recuerde que esta temática puede realizarla en 3 sesiones, simulando las clases habituales
de dos horas por sesión.
6. resolver el examen virtual disponible en classroom a partir 30 de mayo. El link se enviara
al grupo de whatsaap se evalúan todo el tema de trabajo y energía.
B. CRITERIOS DE EVALUACION
El estudiante debe cumplir las actividades anteriores enunciadas, mantenerse activo en
el estudio de las matemáticas y resolver las guías enviadas.
