Aquí te compartiremos el material educativo de Ejercicios de Energía Mecánica para Cuarto Grado de Secundaria o estudiantes de 15 años de edad, que podrás descargar GRATIS en formato PDF. Este tema pertenece al curso de FÍSICA.
Muestra del Material Educativo
Ahora observaras una MUESTRA de la 1era PÁGINA de la ficha de Ejercicios de Energía Mecánica que podrás obtener GRATIS.
Este material educativo de Ejercicios de Energía Mecánica lo podrás adquirir de forma sencilla y gratuita, a continuación te enseñaremos como descargarlo:
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En esta parte te compartiremos los enlaces para que puedas descargar esta maravillosa ficha de Ejercicios de Energía Mecánica, selecciona la opción de tu preferencia:
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¿Qué Contiene esta Ficha Educativa que te Compartimos?
Esta ficha de Ejercicios de Energía Mecánica contiene conceptos y formulas muy importantes acerca de los siguientes temas:
- Ejercicios de Energía Mecánica
- Actividades para desarrollar.
Ahora mencionaremos los conceptos de algunos estos contenidos:
Energía Mecánica
Uno de las principales problemas del hombre en la actualidad es obtener nuevas fuentes de energía; dando lugar incluso a enfrentamientos armados, pues resulta vital la producción de energía para el mundo moderno y globalizado en que habitamos.
Concepto de energía
La energía es unos de los conceptos más importantes de la Física, pues permite principalmente generar movimiento en los cuerpos físicos, por ende decimos que un cuerpo posee energía si tiene la capacidad de realizar trabajo.
Como la energía se puede relacionar con el trabajo, también es una magnitud escalar, además la energías mide con las mismas unidades del trabajo, la cual en el SI es Joule (J).
Tipos de energía
De acuerdo con su naturaleza, la energía puede ser:
- Mecánica (movimiento)
- Calorífica(calor)
- Eléctrica (electricidad)
- Magnética(magnetismo)
- Luminosa (luz)
- Solar (el Sol)
- Nuclear (los núcleos atómicos)
- Química (reacciones químicas)
En este capítulo solo estudiaremos el primer tipo de energía.
Energía mecánica
Es aquel tipo de energía que poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento y dependen de la posición en que se encuentran respecto a un nivel de referencia.
Entre las energías mecánicas más conocidas tenemos:
- La energía cinética
- La energía potencial (gravitatoria o elástica)
- La energía hidráulica (agua)
- La energía eólica (viento)
- La energía mareomotriz(mareas)
De todas estas energías solo nos dedicaremos a establecer las ecuaciones y características de las energías cinética y potencial.
Energía cinética (Ec)
Es una forma de energía que mide la capacidad de un cuerpo para efectuar trabajo debido al movimiento de traslación que experimenta.
Se verifica que la energía cinética es siempre positiva, depende del sistema de referencia, y su valor resulta ser directamente proporcional con la masa del cuerpo y con el cuadrado de su velocidad.
Energía potencial (Ep)
La energía potencial esta almacenada en un sistema de objetos que interaccionan entre sí, de manera que esta energía no es propiedad de cada objeto, sino del sistema.
Este tipo de energía mecánica se clasifica según sea el sistema de estudio; por ejemplo:
Energía potencial gravitatoria (Epg)
Se genera en un sistema formado por cuerpos con masa, de tal manera que interaccionan gravitacionalmente.
Para el caso de un cuerpo afectado por el campo gravitacional de la Tierra y posicionado a una determinada altura respecto a un nivel de referencia (N.R), el valor de la energía potencial gravitatoria se calcula mediante la siguiente ecuación:
Energía potencial elástica (Epe)
Se genera en un sistema formado por cuerpos sólidos y cuerpos elásticos. Para este caso solo procederemos a calcular la energía potencial elástica para un cuerpo atado a un resorte ideal (masa nula); la fórmula que permite este cálculo es la siguiente:
Energía mecánica total (EM)
También se le denomina energía mecánica, esta energía es la suma de la energía cinética (Ec) y las energías potenciales (Epg y Epe) que se asocia a un cuerpo o sistema.
Conservación de la energía mecánica
Para establecer el principio de conservación de la energía se necesita definir una clasificación de fuerzas, estas son:
- Fuerzas conservativas
- Fuerzas no conservativas
Fuerzas conservativas
Estas fuerzas permiten cambiar las energías cinética y potencial de un cuerpo de forma tal que la energía total se mantiene constante. Entre ellas tenemos a la fuerza de gravedad o fuerzas elásticas.
Fuerzas no conservativas
Estas fuerzas varían la energía mecánica total. Entre ellas tenemos a la fuerza de rozamiento.
Principio de conservación de la energía mecánica
Si todas las fuerzas que realizan trabajo sobre un cuerpo (o sistema) son conservativas, la energía mecánica del cuerpo(o sistema) se conserva respecto a un nivel de referencia.
Actividades de la Ficha de Ejercicios de Energía Mecánica
En este material educativo también encontraras muchas actividades de Ejercicios de Energía Mecánica, donde los estudiantes de cuarto grado podrán resolver individualmente o con la ayuda del docente.
Ahora te mencionaremos algunas de estas actividades:
- Un auto de 100 kg de masa se desplaza con una velocidad constante de módulo 18 km/h. ¿Cuál es su energía cinética en joule?
- Un cuerpo, al desplazarse con rapidez «v», tiene una energía cinética dada. Si, al contrario, dicho cuerpo se desplazara con rapidez 2v, su energía cinética:
- Una piedra de 200 g de masa alcanza una altura máxima de 4 m cuando es lanzada verticalmente hacia arriba. Determina la energía cinética con que se lanzó la piedra (considera g = 10 m/s2)
- Una esfera de 3.0 kg es lanzada verticalmente, hacia abajo, con una rapidez de 4,0 m/s. Cuando la esfera se encuentra a 2,0 m del piso, su rapidez es 8,0 m/s. Determina la variación de su energía potencial gravitatoria.
- Un bloque de 900 kg se mueve sobre una superficie horizontal a una velocidad de 25,0 m/s en un instante dado. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0,80. ¿Que distancia habrá recorrido antes de detenerse? (g = 10 m/s2)
Para un aprendizaje optimo, recomendamos que los estudiantes resuelvan todas las actividades de Ejercicios de Energía Mecánica que fueron propuestas en la ficha educativa que te compartimos.
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