REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION

UNIVERSITARIAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO ¨SANTIAGO MARIÑO¨

EXTENSION CARACASASIGNATURA: FISICA I

TRABAJO Y ENERGÍA PARA SISTEMAS DE PARTÍCULAS. COLISIÓN.

PROFESOR: MARIENNY ARRIECHE

INTEGRANTES:ANDRADE EDUARDO

ANGULO CARLOSCEDEÑO WILMANINDRIAGO JAVIER

PERALES HELENZAPATA GABRIEL

SECCION:45 A INGENIERIA INDUSTRIAL

CARACAS, 2/02/2014

INDICE GENERAL

1. ENERGÍA CINÉTICA PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS……..IV1.2 RELACIÓN TRABAJO Y ENERGÍA PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS……………………………………………………..……….IV

1.3COLISIÓN (CHOQUE)………………………………..………..V1.3.1 Colisión Elástica…………………………..………………….V1.3.2 Colisión Inelástica…………………………....………V

2. CUERPOS RÍGIDOS………………………………….………..…………..V2.1 DINÁMICAS DE CUERPOS RÍGIDOS………………….…...…V

2.1.1 Movimiento del Centro de Masa…………………..VI2.2 TIPOS DE MOVIMIENTOS DE CUERPO RÍGIDOS………...VI

2.2.1 Traslación……………………………………..……...……VI2.2.2 Rotación………………………………………..…………..VI2.2.3 Roto traslación……………………………………….....…VI

2.3 TRABAJO Y ENERGÍA PARA CUERPO RÍGIDOS………...VII 2.4 EQUILIBRIO DEL CUERPO RÍGIDO…………...…..………...…VII

CONCLUSIONES…………………………………………………......…………VIIIBIBLIOGRAFIA……………………………………………………...…...……….IXANEXOS……………………………………………………………..………………X

II

INTRODUCCION

La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

Es la capacidad de producir un trabajo en potencia o en acto. Por eso decimos que alguien tiene mucha energía cuando grandes actividades durante el día como: trabajar, estudiar o practicar deportes.

Para entender la importancia que hoy día tiene la energía, basta con remontarnos un poco a la historia y hacer un breve recuento de las actividades del hombre y su evolución. En los primeros tiempos el hombre utilizaba únicamente sus fuerzas para alimentarse, divertirse y comunicarse con sus semejantes. Esto significa que utilizaba su propia energía física, en la caza, pesca, recolección de frutas silvestres, confección de sus rudimentarios vestidos y viviendas, etc.

Existen diferentes formas de energía. Y por su naturaleza tenemos energía Potencial y Cinética.

La potencial: es la energía contenida en un cuerpo, por ejemplo: la energía humana, la del agua, del vapor, etc.

La energía cinética: es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento, etc.

III

En esta unidad se realizara un estudio de trabajo y energía, aplicándolos en sistemas de partículas.

1. ENERGÍA CINÉTICA PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS

Imaginemos un sistema formado por dos partículas, sobre las que actúan fuerzas externas y fuerzas internas.

La energía cinética del sistema es la suma escalar de las energías cinéticas individuales.

· 1.2 RELACIÓN TRABAJO Y ENERGÍA PARA UN SISTEMA DE PARTÍCULAS.

Si un sistema de partículas se encuentra rodeado de otro sistema de partículas resultando fuerzas que actúan sobre las masas de partículas del mismo sistema.

La energía cinética de un sistema de partícula es igual realizado sobre el sistema, por las fuerzas externas.

Si realizamos un trabajo W sobre una partícula aislada, ésta varía su velocidad a lo largo de la trayectoria de modo que podemos relacionar el trabajo W con la variación de la energía cinética de la partícula mediante la expresión:

Una fuerza es conservativa si el trabajo total que realiza a lo largo de una trayectoria cerrada, es decir regresando a la misma posición de la que parte, es cero.

Esta afirmación es equivalente al hecho de que si el trabajo necesario para llevar a una partícula de una posición a otra del espacio es independiente de la trayectoria que une los dos puntos la fuerza que realiza este trabajo es conservativa.Trabajo y energía en sistemas de partículas.

La energía potencial de un sistema es la energía asociada a la configuración espacial del mismo. Por definición la energía potencial es el trabajo de las fuerzas conservativas cambiado de signo es decir:

W = -DU

El trabajo realizado por una fuerza conservativa está relacionado entonces con el cambio de energía potencial. Carece de sentido hablar de energía potencial como una variable absoluta.

IV

· 1.3COLISIÓN (CHOQUE)

Es una interacción que ocurre en un espacio limitado y un intervalo de tiempo corto, una similitud es el choque de dos bolas de billar o pelotas de tenis, cada partícula se contrae elásticamente en una pequeña cantidad para actos seguido devolver a expandirse. Interactúan intensamente durante un breve intervalo de tiempo.

1.3.1Colisión Elástica

Se denomina choque elástico a una colisión entre dos o más cuerpos en la que éstos no sufren deformaciones permanentes durante el impacto. En una colisión elástica se conservan tanto el momento lineal como la energía cinética del sistema, y no hay intercambio de masa entre los cuerpos, que se separan después del choque.

1.3.2 Colisión Inelástica

Es un tipo de choque en el que la energía cinética no se conserva. Como consecuencia, los cuerpos que colisionan pueden sufrir deformaciones y aumento de su temperatura. En el caso ideal de un choque perfectamente inelástico entre objetos macroscópicos, éstos permanecen unidos entre sí tras la colisión. El marco de referencia del centro de masas permite presentar una definición más precisa.

La principal característica de este tipo de choque es que existe una disipación de energía, ya que tanto el trabajo realizado durante la deformación de los cuerpos como el aumento de su energía interna se obtiene a costa de la energía cinética de los mismos antes del choque. En cualquier caso, aunque no se conserve la energía cinética, sí se conserva el momento lineal total del sistema.

· 2. CUERPOS RÍGIDOS

Los cuerpos rígidos son sistemas de partículas en los cuales la distancia, entre dos puntos cualesquiera se mantiene constante durante el movimiento. El movimiento de un Cuerpo cualquiera (denominado Cuerpo Rígido), se estudia aplicando los principios cinemáticos, los cuales permiten considerarlo como la combinación de dos movimientos especialmente simples: el de traslación y el de rotación

· 2.1 DINÁMICAS DE CUERPOS RÍGIDOS

El movimiento de un cuerpo rígido en el espacio sigue las leyes generales enunciadas para sistemas de partículas. Se estudia por separado el movimiento de traslación y el movimiento rotacional. El movimiento de traslación del cuerpo corresponde al movimiento del centro de masa. El movimiento de rotación corresponde al movimiento con respecto al centro de masa.

2.1.1 Movimiento del Centro de Masa:

V

El centro de masa se mueve como una partícula de masa igual a la masa total M del sólido, sometido a la fuerza externa neta F. La ecuación del movimiento de traslacion del centro de masa es: donde A es la aceleración del CM medida con respecto al origen de un sistema inercial.

F = MA

· 2.2 TIPOS DE MOVIMIENTOS DE CUERPO RÍGIDOS

2.2.1 Traslación: es cuando un cuerpo se traslada de un lado al otro, este movimiento describe trayectoria paralela. Las condiciones que deberán cumplirse en este tipo de movimiento:

2.2.2 Rotación: es cuando el cuerpo gira alrededor de un eje, describe trayectoria circular. Las condiciones que deberán cumplirse en este tipo de movimiento:

2.2.3 Roto traslación: es cuando su movimiento está compuesto de una traslación del cuerpo y una rotación alrededor de un eje esta es que los puntos del cuerpo además de escribir trayectorias paralelas también describen trayectorias circulares. Las condiciones que deberán cumplirse en este tipo de movimiento:

3 2.3 TRABAJO Y ENERGÍA PARA CUERPO RÍGIDOS

VI

Consideremos, de nuevo, un sólido rígido que realiza un movimiento general (roto traslatorio) bajo la acción de un sistema de fuerzas que actúa sobre él. Nuestro propósito es encontrar la expresión del trabajo elemental realizado por dicho sistema de fuerzas durante un movimiento elemental del sólido.Si sobre un punto Pi actúa una fuerza externa resultante Fi, durante un intervalo de tiempo infinitesimal dt el punto de aplicación de dicha fuerza experimentará un desplazamiento elemental dRi.

4 2.4 EQUILIBRIO DEL CUERPO RÍGIDO

El estado de equilibrio estatuto tiene su fundamento en la primera ley de newton cuyo enunciado es: Todo cuerpo en estado de reposo o movimiento uniforme permanece en equilibrio y en dicho estado, al menos que actué una fuerza sobre ella. El equilibrio del cuerpo rígido es estático para ese cuerpo

VII

CONCLUSIONES

Una vez cumplido nuestros objetivos, pudimos comprobar las teorías estudiadas y demostrar cuán verdaderas son, sin embargo hay que tener él cuenta que la física no es una ciencia nueva, sino, que ha venido siendo estudiada desde hace muchos siglos por diversos físicos, científicos, biólogos, etc. Algo que me gustaría resaltar es la gran diferencia que hay entre gravedad y aceleración y aceleración y velocidad, ya que si bien pudimos observar la diferencia y la manera en que interactúan entre sí para poder determinar y buscar respuestas para los fenómenos que observamos diariamente.La física es una ciencia teórica, que se basa en estudios experimentales y de la misma manera que todas las ciencias, busca que sus conclusiones que puedan ser verificables mediante experimentos, practica y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química y a la biología, además de explicar sus fenómenos como ya lo habíamos mencionado.El movimiento, la cinética y energía se subdivide y clasifica en diferentes movimientos, el movimiento es parte fundamental de la cinemática y la dinámica en física muy importante y con gran importancia practica pues estudia el movimiento de los vehículos y objetos con los que nos relacionamos en nuestra vida diaria

Como síntesis la física en su intento de describir los fenómenos como choques, movimientos, formulas y practicas naturales con exactitud y veracidad ha llegado a límites impensables, nuestro conocimiento actual abarca desde la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo y gracias a ellas y a las “Leyes de Newton” pudimos concretar nuestro trabajo propuesto.

VIII

BIBLIOGRAFÍA

www.wikipedia.orgFisica Vol.I de Resnick

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ANEXOS

Colisión de partículas

Un sistema de partículas 

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