Trabajo y energía I: conceptos - Física - Educatina
Summary
TLDREl guion trata sobre conceptos fundamentales de la física como el trabajo, la energía y la potencia. Se explica que el trabajo (W) es la fuerza multiplicada por la distancia y se relaciona con la energía cinética, que depende del movimiento de un objeto. La energía potencial gravitatoria se asocia con la ubicación y la altura a la que se eleva un objeto. Se introduce la energía mecánica como la suma de la energía cinética y potencial gravitatoria, destacando la transformación entre ellas cuando un objeto cae. Se promete un próximo video para explorar la potencia y ejercitarse con fórmulas.
Takeaways
- 📝 El trabajo en física se representa con 'W' y se define como la fuerza necesaria para mover un objeto de un lugar a otro, es decir, es igual a la fuerza por la distancia.
- 📝 La energía es la forma en que un objeto recibe el trabajo realizado por una persona o una máquina, y se relaciona directamente con el trabajo realizado.
- 📝 Se distinguen dos tipos principales de energía: la energía cinética, que está relacionada con el movimiento, y la energía potencial gravitatoria, que depende de la posición del objeto.
- 📝 El trabajo necesario para aplicar energía cinética a un cuerpo se relaciona con la masa del objeto, la fuerza aplicada y la distancia a la que se desea mover el objeto.
- 📝 La velocidad alcanzada por un objeto tras aplicar trabajo se puede calcular usando la relación entre la aceleración, la fuerza y la masa, y se relaciona con la energía cinética del objeto.
- 📝 La energía cinética se define como la cantidad de trabajo necesario para llevar un cuerpo desde el reposo a una velocidad deseada, y se calcula como 1/2 de la masa por la velocidad al cuadrado.
- 📝 La energía potencial gravitatoria es el trabajo que se necesita para elevar un objeto对抗重力, y se calcula como el peso del objeto (masa por gravedad) por la altura a la que se eleva.
- 📝 El trabajo se relaciona con la energía potencial gravitatoria y cinética, y se puede transformar de una a otra, como cuando un objeto cae y su energía potencial se convierte en energía cinética.
- 📝 La energía mecánica de un objeto es la suma de su energía potencial gravitatoria y su energía cinética, y representa la energía total del objeto en movimiento.
- 📝 La conservación de la energía mecánica indica que la energía total de un sistema se mantiene constante a menos que se aplique trabajo externo, y se puede ver en la transformación de energía potencial en energía cinética.
Q & A
¿Qué es el trabajo en física y cómo se representa?
-El trabajo en física es la cantidad de energía que se transfiere para mover un objeto de un lugar a otro y se representa con la letra 'W', que viene de 'work' en inglés.
¿Cómo se define la relación entre trabajo, fuerza y distancia?
-El trabajo se define como la fuerza multiplicada por la distancia que se mueve el objeto sobre el cual se aplica la fuerza, es decir, W = F * d.
¿Qué es la energía cinética y cómo se calcula?
-La energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. Se calcula como la mitad del producto de la masa del objeto por el cuadrado de su velocidad (Ec = 1/2 * m * v²).
¿Qué es la energía potencial gravitatoria y cómo se relaciona con el trabajo?
-La energía potencial gravitatoria es la energía que un objeto tiene debido a su posición en un campo gravitatorio, como la Tierra. Se calcula como el peso del objeto (fuerza de gravedad) multiplicado por la altura a la que se encuentra (Ep = m * g * h).
¿Cómo se relaciona la energía cinética con la energía potencial gravitatoria?
-Cuando un objeto se suelta desde una altura, su energía potencial gravitatoria se convierte en energía cinética. La suma de ambas energías constituye la energía mecánica total del objeto.
¿Qué es la energía mecánica y cómo se calcula?
-La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial gravitatoria de un objeto. Se calcula como la masa del objeto multiplicada por la gravedad y la altura más la mitad del producto de la masa del objeto por el cuadrado de su velocidad (Em = Ep + Ec).
¿Qué pasa con la energía potencial gravitatoria cuando un objeto cae desde una altura?
-Cuando un objeto cae desde una altura, su energía potencial gravitatoria disminuye a medida que la altura disminuye, y esa energía se transforma en energía cinética.
¿Cómo se relaciona la fuerza, la aceleración y la velocidad en el contexto del movimiento?
-En el contexto del movimiento, la fuerza es la causa de la aceleración, y esta a su vez relaciona la velocidad inicial con la velocidad final del objeto a través de la ecuación v² = u² + 2*a*d, donde 'u' es la velocidad inicial, 'v' la final, 'a' la aceleración y 'd' la distancia.
¿Por qué la energía potencial gravitatoria se llama 'potencial'?
-La energía potencial gravitatoria se llama 'potencial' porque representa la capacidad de un objeto para realizar trabajo debido a su posición en un campo gravitatorio, sin que el objeto esté en movimiento.
¿Qué es la conservación de la energía mecánica y cómo se aplica en el movimiento de un objeto?
-La conservación de la energía mecánica establece que la energía mecánica total de un sistema cerrado es constante, a menos que se apliquen fuerzas no conservativas. Esto significa que si la energía potencial gravitatoria disminuye, la energía cinética aumenta en la misma cantidad.
Outlines
🔧 Conceptos Básicos de Trabajo y Energía
El primer párrafo explica los conceptos básicos de trabajo y energía en física. Se define el trabajo (W) como la fuerza necesaria para mover un objeto de un lugar a otro, y se establece la relación entre trabajo, fuerza y distancia. Se introduce la energía cinética, relacionada con el movimiento de un objeto, y la energía potencial gravitatoria, que depende de la posición del objeto. Se discute cómo el trabajo se transforma en energía cinética y cómo la energía potencial gravitatoria se relaciona con la altura a la que se eleva un objeto. Además, se menciona la importancia de las fórmulas en la comprensión de estos conceptos.
🚀 Energía Cinética y su Relación con el Trabajo
Este párrafo profundiza en la energía cinética, que se define como la cantidad de trabajo necesario para acelerar un cuerpo desde el reposo a una velocidad deseada. Se establece la relación entre el trabajo realizado sobre un cuerpo y su energía cinética, que se expresa como la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad. Se enfatiza la diferencia entre el trabajo (acción sobre el cuerpo) y la energía (propiedad del cuerpo). Además, se introduce la energía potencial gravitatoria, explicando cómo el trabajo realizado al elevar un objeto contra la gravedad se convierte en energía potencial.
📚 Energía Potencial Gravitatoria y Energía Mecánica
El tercer párrafo explora la energía potencial gravitatoria, que se relaciona con la altura a la que se encuentra un objeto y su capacidad de moverse debido a la gravedad. Se explica que al liberar un objeto en una altura, su energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética. Se introduce la energía mecánica como la suma de la energía potencial gravitatoria y la energía cinética. Se ilustra cómo la energía mecánica se mantiene constante en un sistema cerrado, transformándose de una forma a otra sin crearse ni destruirse. Se promete una explicación detallada en un próximo video, incluyendo un ejercicio práctico para aplicar estos conceptos.
Mindmap
Keywords
💡trabajo
💡energía
💡energía cinética
💡energía potencial gravitatoria
💡fuerza
💡masa
💡velocidad
💡gravedad
💡trabajo
💡energía mecánica
💡potencial
Highlights
El trabajo se simboliza como W y se define como la fuerza multiplicada por la distancia.
La energía es la forma en que un objeto recibe el trabajo.
La energía cinética está relacionada con el movimiento de un objeto.
La energía potencial gravitatoria está relacionada con la ubicación de un objeto y la gravedad.
La fuerza, la aceleración y la velocidad están conectadas a través de la dinámica.
La velocidad al cuadrado es igual a 2 veces la fuerza dividida por la masa multiplicada por la distancia.
La energía cinética se define como la cantidad de trabajo necesario para acelerar un cuerpo desde el reposo hasta una velocidad deseada.
La energía potencial gravitatoria se calcula como el trabajo que se necesita para levantar un objeto, que es igual al peso (fuerza de gravedad) multiplicado por la altura.
La energía mecánica de un objeto es la suma de su energía cinética y su energía potencial gravitatoria.
Cuando un objeto cae, su energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética.
La energía mecánica se mantiene constante a menos que se aplique trabajo externo.
La energía potencial gravitatoria es igual a la energía mecánica cuando un objeto está en reposo en una altura.
La energía mecánica se convierte en energía cinética cuando un objeto cae desde una altura.
La energía cinética se calcula como 1/2 veces la masa del objeto multiplicada por la velocidad al cuadrado.
La energía potencial gravitatoria es la capacidad de un objeto para moverse debido a la gravedad.
La energía mecánica es la transformación de una forma de energía a otra, como de potencial a cinética.
Se menciona que en un próximo video se explicará el concepto de potencia y se realizará un ejercicio práctico.
Transcripts
los conceptos de trabajo energía y
potencia son un poquito complicados de
entender en física pero vamos a tratar
de entenderlos un poquito mejor primero
vamos a empezar por el trabajo el
trabajo lo vamos a a simbolizar como w
por work en inglés y vamos a decir que
el trabajo va a
ser simplemente la fuerza que
Necesitamos entregarle a un objeto para
mover
de un lado a otro si Entonces el trabajo
va a ser igual a la fuerza por la
distancia y vamos a decir que la energía
es la
forma en la que el
objeto si el trabajo Lo hago
yo lo hace la persona que mueve el
objeto y la energía es algo objeto
entonces la energía es la forma en que
el
objeto
recibe el
trabajo sí sé que es complicado y que
una cosa depende de la otra pero vamos a
ver si podemos entender un poquito más
con los ejemplos y cuando vayamos a las
fórmulas Este creo que es el único tema
en el que las fórmulas esclarecen más
que los conceptos y vamos a hablar de
dos tipos Deer
hay muchísimos tipos de energía pero
solo nos van a preocupar dos la energía
cinética es decir que va a tener que ver
con el
movimiento y la
energía
potencial
gravitatoria Esta tiene un nombre más
difícil de entender pero ya vamos a ver
qué significa potencial gravitatoria
a empezar por esta que es un poquito más
simple pero en lugar de empezar con
energía vamos a empezar con el trabajo
porque el trabajo es la forma de darle
energía al cuerpo empecemos si yo tengo
un
cuerpo y lo quiero mover es decir que le
quiero aplicar energía cinética qué
tengo que hacerle una
fuerza s Yo tengo un cuerpo de masa m y
le tengo que aplicar una fuerza para qué
Para que se mueva en esta dirección para
entender bien los conceptos de
movimiento Cómo se relaciona la fuerza
la aceleración y la velocidad está el
videíto de fuerzas que es la parte de
dinámica de de la física Así que pasen a
verlo si no entienden algo de esto
Entonces yo tengo mi cuerpo de masa m y
lo quiero mover una distancia d
listo tengo mi trabajo mi
fuerza y mi distancia Ahora cuando
llegue a esta distancia d se va a estar
moviendo a una velocidad determinada
cuál es esa velocidad y esa velocidad me
va a depender de la masa del objeto
cuando vimos los
movimientos otra vez si no lo vieron
pasen a ver los videitos de movimiento
de cinemática y dinámica
vimos que la velocidad al cuadrado iba a
ser igual a 2 por la aceleración por el
desplazamiento acá en lugar de
desplazamiento de Delta x voy a hablar
de D para seguir con los mismos términos
Entonces vamos a borrar Delta x y vamos
a poner
d y que esta
aceleración dependía de la fuerza que yo
le entregando y de la
masa si la fuerza era igual a la masa
por la aceleración entonces la
aceleración es la fuerza sobre la masa
entonces puedo decir que qué voy a decir
que la velocidad al cuadrado va a ser
igual a dos por la
fuerza sobre la masa por la distancia y
miren fuerza por distancia qu era mi
trabajo
Este es el
trabajo puedo decir que mi trabajo si lo
despejo de acá va a ser igual a qué a la
velocidad al
cuadrado por m sobre 2 u otra forma de
escribirlo es 1 medio de la masa por la
velocidad al cuadrado Esto va a ser la
energía cinética
entonces voy a definir mi energía
cinética
como la
cantidad de
trabajo
necesario
para
llevar a un
cuerpo desde el reposo
O sea que la velocidad inicial del
cuerpo es
cer0 hasta la velocidad que
quiero
deseada Entonces esta es la forma de
relacionar el trabajo que yo le tengo
que hacer a un cuerpo para que se mueva
a la velocidad que yo quiero
la relación de la esta un medio de la
masa por la velocidad al cuadrado va a
ser la energía cinética del cuerpo
Entonces el trabajo es yo se lo hago al
cuerpo y la energía es del cuerpo ahora
vamos a ver la otra energía esta la
energía potencial gravitatoria que ya el
nombre me resulta un poquito más
complicado las energías son potenciales
cuando
dependen de la ubicación del
cuerpo otra vez trabajos lo que yo
entrego energía es del
cuerpo y si digo que es
gravitatoria tiene que ver con la
gravedad
seguro voy a empezar a explicarles el
trabajo que yo le tengo que dar a un
cuerpo para subirlo Por ejemplo yo tengo
mi caja de masa m y lo quiero subir a
una mesa quiero moverlo del piso a la
mesa Entonces qué trabajo tengo que
hacer trabajo fuerza por distancia ahora
qué fuerza si yo estoy hablando de un
objeto en la tierra Qué fuerzas me van a
estar actuando sobre mi cuerpo y el peso
y el peso que era la masa por la
gravedad ahí está mi
gravedad para ver el peso también hay un
videíto especial el concepto de peso
pasen a
verlo y cuál va a ser mi distancia en
este caso y mi distancia va a ser la
altura de la mesa la altura la cual yo
quiera llevar mi
caja Entonces cuando yo hablo del
trabajo que necesito darle a un objeto
de peso p para llevarlo a la altura
H estoy hablando de darle a ese cuerpo
una energía
potencial
gravitatoria otra vez por qué potencial
porque en realidad el cuerpo no se está
moviendo el cuerpo no está haciendo nada
yo lo estoy subiendo Entonces es
potencial Porque si yo lo largo tiene
una capacidad de
movimiento
movimiento es decir el cuerpo no se está
moviendo por sí solo pero si yo lo
suelto se va a poder mover Entonces eso
es lo que le da el potencial y es
gravitatorio por qué Porque cuando lo
suelte se va a mover gracias a la
gravedad Bueno si tengo una capacidad de
movimiento significa que tiene que haber
alguna relación entre mi energía
potencial gravitatoria y mi energía
cinética que era la del movimiento vamos
a introducir una nueva energía la
energía
mecánica la energía mecánica de un
objeto es la energía
total del
objeto supongo que alguna vez escucharon
la frase la energía No se crea ni se
destruye sino que se transforma
efectivamente cuando un cuerpo recibe
energía lo recibe de otro cuerpo que se
la está dando en forma de trabajo y
cuando un cuerpo cae cambia su energía
potencial gravitatoria en energía
cinética de
movimiento Cómo es esto bueno F
cuando yo subo un cuerpo a una mesa la
energía potencial gravitatoria que era
igual al trabajo que era el peso por la
altura a la que yo había subido el peso
del cuerpo por la altura que yo lo había
subido si lo escribo de otra manera
puedo decir la masa por la gravedad por
la altura cuando yo lo suelte y empiece
a
caer la altura va a ir disminuyendo
entonces va a ir disminuyendo la energía
potencial gravitatoria Pero a dónde se
va esa energía y si se está moviendo esa
energía potencial gravitatoria se me
está transformando en energía cinética
que qué era
1/2 de la
masa por la velocidad al
cuadrado Entonces mi energía mecánica
va a ser igual a qué a la energía
potencial gravitatoria más la
energía cinética por lo tanto va a ser
la masa por la gravedad por la altura
más 1/2 de la masa por la velocidad al
cuadrado cuando el cuerpo esté arriba o
sea cuando esté a la altura máxima la
energía
mecánica va a ser igual al la energía
potencial gravitatoria Por qué Porque no
se está moviendo cuando lo empiece a
soltar en el
recorrido la energía mecánica va a ser
la suma de la energía potencia
gravitatoria más la energía cinética y
cuando llegue al
piso la energía mecánica va a ser igual
a la energía cinética Por qué que ya no
tengo altura
bueno en un como nos quedamos sin tiempo
en un próximo video vamos a explicar el
concepto de potencia y primero vamos a
ver un ejercicio con números para
aplicar todas estas fórmulas de trabajo
y energía el
trabajo fuerza por distancia y la
energía si era cinética era un medio de
la masa por la velocidad al cuadrado y
si era potencia gravitatoria el peso por
la altura a la cual subía mi objeto los
espero entonces en el próximo video
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