sábado, 19 de noviembre de 2016
martes, 18 de octubre de 2016
FORMAS DE ENERGÍA
FORMAS DE ENERGÍA
"La energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma"
Energía
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un trabajo.
Vale indicar que si un cuerpo A realiza trabajo sobre B, entonces A le comunica energía a B.
Relación entre trabajo y energía
Vale indicar que si un cuerpo A realiza trabajo sobre B, entonces A le comunica energía a B.
Relación entre trabajo y energía
La energía indica la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Entonces la energía de un cuerpo se mide por el trabajo que realiza, por lo tanto cuando un cuerpo realiza trabajo, habrá perdido tanta energía como trabajo haya realizado, y viceversa.
La unidad de medida es la misma que se emplea para medir el trabajo, en el Sistema Internacional el mismo que es el Joule (J).
La unidad de medida es la misma que se emplea para medir el trabajo, en el Sistema Internacional el mismo que es el Joule (J).
Existen muchas formas de energía como son: mecánica, térmica, eléctrica, química nuclear, solar luminosa y eólica. De todas estas formas de energía estudiaremos a continuación la energía mecánica debido a su importancia.
Energía Mecánica
Energía Mecánica
Se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo en virtud a su movimiento mecánico (velocidad) y la posición que ocupa en el campo gravitatorio, respecto a un sistema de referencia. La energía mecánica se divide en Energía Cinética (Ec) y Energía Potencial (Ep).
A continuación la fórmula para su cálculo:
Em = Ec + Ep
Donde:
Em = Energía Mecánica (J)
Ec = Energía Cinética (J)
Ep = Energía Potencial (J)
Vídeo ilustrativo de Energía Mecánica
Energía Cinética
Ec = 1/2 mv^2
Donde:
Ec = Energía Cinética (J)
m = masa (kg)
Em = Ec + Ep
Donde:
Em = Energía Mecánica (J)
Ec = Energía Cinética (J)
Ep = Energía Potencial (J)
Vídeo ilustrativo de Energía Mecánica
Energía Cinética
Es la energía que poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento. Para que un cuerpo adquiera energía cinética es necesario realizar un trabajo sobre él de forma que una fuerza constante al actuar sobre el cuerpo, lo desplace aumentando su velocidad. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza al actuar sobre el cuerpo será igual al cambio de la energía cinética del mismo, entonces la fórmula quedaría de la siguiente manera:
Ec = 1/2 mv^2
Donde:
Ec = Energía Cinética (J)
m = masa (kg)
v = velocidad (m/s)
Vídeo ilustrativo de la Energía Cinética
Vídeo ilustrativo de la Energía Cinética
Energía Potencial
Es la energía que poseen todos los cuerpos, que en función de su posición o estado es capaz de realizar un trabajo. Por ejemplo: cuando comprimimos un resorte realizamos un trabajo, el mismo que se convierte en energía potencial almacenada, luego al soltar el resorte, este realiza un trabajo igual al que se realizó para comprimirlo. Lo mismo ocurre si en lugar de comprimirlo lo estiramos.
Otro ejemplo, es el de las presas, en las que el agua almacenada tiene energía potencial capaz de realizar un trabajo al abrir las compuertas.
Cuando levantamos un cuerpo a cierta altura (h) realizamos un trabajo, igual al producto de la fuerza aplicada por la altura a la que fue desplazado. Este trabajo se convierte en energía potencial del cuerpo el cual al caer, será capaz de realizar un trabajo del mismo valor sobre cualquier objeto en el que caiga, por lo tanto tenemos la siguiente fórmula:
Ep = m g h
Donde:
Ep = Energía Potencial (J)
g = gravedad (m/s^2)
h = altura (m)
Vídeo ilustrativo de la Energía Potencial
Software libre que facilita la comprensión de los conceptos antes vistos
PhET
PhET
Este es un software libre creado como un proyecto de simulaciones por la Universidad de Colorado, el mismo tiene como fin proporcionar al alumno de un ambiente de experimentación e investigación, para que por medio de la experiencia construya su propio conocimiento, además de existir simulaciones previamente diseñadas e inmutables también existen algunas en las cuales el estudiante puede construir su propio ambiente de experimentación.
El acceso a este software es mediante un correo electrónico, teniendo así la posibilidad de elegir entre una infinidad de simulaciones de diversos temas como podemos observar en la siguiente imagen:
A continuación mostrare unas imágenes de la simulación que nos ayuda a la comprensión del tema Formas de Energía
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| Menú de simulaciones de PhET |
A continuación mostrare unas imágenes de la simulación que nos ayuda a la comprensión del tema Formas de Energía
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| Podemos observar los valores de cada forma de energía en la tabla de la izquierda |
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| Aquí se indica que el ambiente de experimentación puede ser creado por el estudiante |
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| El software nos indica los valores de las diversas energías que se presentan en la actividad |
En el siguiente vídeo podemos observar como funciona esta Simulación denominada Energía en la Pista de Patinaje
Para finalizar adjunto el enlace para que puedan acceder al Software PhET:
https://phet.colorado.edu/
El siguiente es el enlace del simulador antes visto:
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_es.html
lunes, 17 de octubre de 2016
Principio de pascal
principio de pascal
En física, el
principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: , es decir, la
presión en todo el fluido es constante.
El principio de Pascal tiene algunas aplicaciones practicas: entre ellas la prensa hidráulica. En la prensa hidráulica y el freno hidráulico (gráfica):
El tanque en donde esta el líquido tiene dos columnas generalmente cilíndricas, pero de áreas transversales muy diferentes. Si en la columna angosta, de área s, se empuja al pistón con una fuerza f , esta fuerza produce sobre el líquido un incremento de presión, que se transmite por igual por todos los puntos del fluido y del tanque que lo contiene, y por ende el área S del pistón correspondiente a la columna ancha. Entonces este pistón experimenta una fuerza F es decir:
EN DONDE:
A1 = superficie 1 y A2 = superficie 2
F1 = Fuerza 1 y F2 = Fuerza 2
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NOS PODEMOS AYUDAR CON LAS SIGUIENTES EXPLICACIONES EN VIDEO:
VIDEO NÚMERO 1
VIDEO NÚMERO 2
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AQUÍ TENEMOS UNOS EJEMPLOS DE LA VIDA COTIDIANA EN DONDE EXISTE LA APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL.
RETROESCAVADORA
ELEVADOR PARA AUTOS (utilizados en las mecánicas)
EL GATO HIDRÁULICO
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ALGUNOS EXPERIMENTOS SOBRE EL PRINCIPIO DE PASCAL:
El brazo hidráulico
Elevador hidráulico
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ESTE SOFTWARE EN LINEA TRATA SOBRE UN LABORATORIO EN DONDE VERÁN EL FUNCIONAMIENTO Y LA APLICABILIDAD DEL PRINCIPIO DE PASCAL.
NoMbRE: LABORATORIO VIRTUAL DE PRENSA
ENLACE: http://conteni2.educarex.es/mats/14363/contenido/
CAPACITORES
¿Qué son los capacitores?
Un capacitor es un elemento de dos terminales que
consta de dos placas conductoras separadas por un material no
conductor. La carga eléctrica se almacena en las placas, y el espacio
entre las placas se llena con un material dieléctrico.
El
valor de la capacitancia es proporcional al área superficial del
material dieléctrico e inversamente proporcional a su espesor. Para
obtener mayor capacitancia se requiere de una estructura muy delgada con
un área grande.
Como se ven en la imagen anterior tenemos diferentes tipos de capacitores como: capacitores de aluminio, capacitores de tantalio, cerámica, papel y plasticos
Los capacitores eléctricos de aluminio: Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con un electrólito que puede ser acuoso, en pasta o “seco” (sin agua).
Los capacitores eléctricos de tantalio: Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado.
Los capacitores eléctricos de Cerámica: Bajo costo, reducido tamaño, amplio intervalo de valor de capacitancia y aplicabilidad general en la electrónica. Son particularmente idóneos para aplicaciones de filtrado, derivación y acoplamiento de circuitos híbridos integrados, en las que es posible tolerar considerables cambios en la capacitancia. Se elaboran en forma de disco, como capacitores de capas múltiples, monolíticos o en forma tubular.
Los capacitores eléctricos de papel o plástico: El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y suspensión de ruido
Asociacion de capacitores:
En capacitores tenemos tres tipos de asociaciones que son las asociaciones en serie, paralelo y mixta.Asociación de capacitores en serie
Dos o más capacitores se dice que están en serie cuando cada una de ellos se sitúa a continuación del anterior a lo largo del hilo conductor de un circuito.
Para poder llegar a una capacitancia total tenemos que saber que:
QT=Qi
Vi=Q/Ci
1/CT=1/C1+1/C2+1/Cn
Asociacion de capacitores en paralelo: Cuando dos o más capacitores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura.
Para hallar la capacitancia total en la asociación de capacitores en paralelo tenemos que tener presente que :
VT=Vi
QT=Q1+Q2+Qn
CT=C1+C2+C3
Asocuiación mixta de capacitores: Los capacitores estan asociados en el tipo paralelo y en serie y en esto ademas de los dos caso que ya hemos vito tenemos la posibilidad de encontrarno con una DELTA y una Y como se ve en la imagen
Para hacer el cambio de Y a delta tenemos que
C1=(C12C13+C12C23+C13C23)/C23
C2= (C12C13+C12C23+C13C23)/C13
C3=(C12C13+C12C23+C13C23)/C12
Y para realizar el cambio de DELTA a Y tenemos que :
C12=C1C2/(C1+C2+C3)
C13=C1C3/(C1+C2+C3)
Documento de ejercicios sobre capacitores
CINEMÁTICA LINEAL
CAÍDA LIBRE.
El
movimiento de los cuerpos en caída libre (por la acción de su propio peso) es
una forma de rectilíneo uniformemente acelerado.
La
distancia recorrida (d) se mide sobre la vertical y corresponde, por
tanto, a una altura que se representa por la letra h.
En
el vacío el movimiento de caída es de aceleración constante, siendo dicha
aceleración la misma para todos los cuerpos, independientemente de cuales sean
su forma y su peso.
La
presencia de aire frena ese movimiento de caída y la aceleración pasa a
depender entonces de la forma del cuerpo. No obstante, para cuerpos
aproximadamente esféricos, la influencia del medio sobre el movimiento puede
despreciarse y tratarse, en una primera aproximación, como si fuera de caída
libre.
La aceleración en
los movimientos de caída libre, conocida como aceleración de la gravedad,
se representa por la letra g y toma un valor aproximado de 9,81
m /s^2.
Si
el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor
de g resulta positivo como corresponde a una auténtica aceleración.
Si, por el contrario, es de ascenso en vertical el valor de g se
considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento
desacelerado.
Para
resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes
fórmulas:
Ejercicios:
MOVIMIENTO DE UN PROYECTIL.
Imagina que se lanza un objeto con velocidad Vo que forma con
la horizontal un ángulo x. La velocidad inicial tiene dos componentes:
Vox = Vo . cos
Voy = Vo . sen
El movimiento de proyectil es un movimiento combinado: el
proyectil tiene movimiento vertical y, además, se desplaza horizontalmente, recorriendo
distancias iguales en tiempos iguales.
¿QUÉ ES UN PROYECTIL?
Un
proyectil es cualquier cuerpo que se lanza o proyecta por medio de alguna
fuerza y continúa en movimiento por inercia propia. Un proyectil es un objeto
sobre el cual la única fuerza que actúa es la aceleración de la gravedad. La
gravedad actúa para influenciar el movimiento vertical del proyectil. El
movimiento horizontal del proyectil es el resultado de la tendencia de
cualquier objeto a permanecer en movimiento a velocidad.
El término proyectil se aplica por ejemplo a una bala
disparada por un arma de fuego, a un cohete después de consumir su combustible,
a un objeto lanzado desde un avión o en muchas actividades deportivas (golf,
tenis, fútbol, béisbol, atletismo etc). Los fuegos artificiales y las fuentes
del agua son ejemplos del movimiento de proyectiles. El camino seguido por un
proyectil se denomina trayectoria. El estudio del movimiento de proyectiles es
complejo debido a la influencia de la resistencia del aire, la rotación de la
Tierra, variación en la aceleración de la gravedad.
Elementos de los proyectiles:
- Desplazamiento.
- Tiempo de vuelo
- Trayectoria.- es el camino recorrido por un proyectil.
- Altura máxima.
- Tiempo máximo.
- Alcance máximo.
- Velocidad.
- Coordenadas de posición en el plano.
Fórmulas del movimiento de un proyectil.
Problemas resueltos de movimiento parabólico.
Software Libre:
Como se utiliza el software PHET
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