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Introducción

• La energía es la capacidad de producir cambios y realizar trabajos en los sistemas materiales.

• Hay muchas formas de energía: calorífica, eléctrica, química, potencial, cinética… Todas estas diferentes formas de energía se transforman unas en otras y realizan trabajo sobre los cuerpos.

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1.1. La energía

• La energía es el motor de todos los cambios y movimientos que se producen en el universo y en la vida diaria.

• Estos cambios se deben a la existencia y a las transformaciones de la energía, que actúa sobre los sistemas materiales.

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1.2. Principales formas de la energía

• La energía se presenta bajo diferentes formas:

• Energía calorífica o calor. La encontramos en situaciones y lugares variados: el calor del Sol, la combustión de algunas sustancias produce calor así como la corriente eléctrica.

• Energía eléctrica. Es la forma de energía más extendida en las sociedades desarrolladas. Hace funcionar los aparatos eléctricos.

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1.2. Principales formas de la energía

• Energía química. Produce movimiento, calor, electricidad, crecimiento de los organismos vivos, etc.

• Energía cinética. La tienen los cuerpos que han adquirido velocidad.

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1.3. La energía se transforma

• Unas formas de energía se transforman en otras:

• La energía química de la combustión de la gasolina en el motor se transforma en energía cinética del coche.

• La energía eléctrica se transforma en calorífica (estufas), en cinética (motores eléctricos) y en luz (bombillas).

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2.1. Trayectoria del movimiento

• Cuando un objeto se mueve, va ocupando diferentes posiciones. La línea que describen dichas posiciones del móvil es la trayectoria.

• La trayectoria puede ser: recta, circular, parabólica, variada…

• La forma de la trayectoria da nombre al movimiento; si la trayectoria es recta, se llama rectilíneo; si es en curva curvilíneo, si es una circunferencia, circular.

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SALIDAMETA

Espacio recorrido

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2.2. Posición del móvil

• Para indicar dónde se encuentra un móvil nos referirnos a un punto de su trayectoria que se toma como referencia, el origen. La posición de un móvil es la distancia que lo separa del origen en el instante considerado.

• La unidad en que se expresa la posición de un móvil es el metro (m), ya que se trata de una longitud. En muchas ocasiones se utiliza el kilómetro (km).

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ORIGENPOSICIÓN

3.500 m = 3,5 km

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2.3. Desplazamiento y distancia recorrida

• La posición inicial es el punto donde empieza el movimiento.

• La posición final es el punto donde acaba el movimiento.

• El desplazamiento es la diferencia entre la posición final y la posición inicial de un móvil. Se expresa en metros (m), kilómetros (km), centímetros (cm), etc

• La distancia recorrida por un móvil es la longitud del camino recorrido medida sobre la trayectoria.

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Posición inicialPosición final

Desplazamiento

Distancia recorrida

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3.1. Velocidad

• La velocidad indica la rapidez de un móvil para desplazarse.

• La velocidad de un móvil en cada momento se llama velocidad instantánea.

• La velocidad media se calcula dividiendo el desplazamiento efectuado entre el tiempo que ha tardado en recorrerlo. V = e/t

• El tiempo se mide en segundos. La unidad de velocidad es el metro por segundo, m/s. (o el km/h)

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100 km/h120 km/h140 km/hVelocidad instantánea

Velocidad media: 100+120+140=360/3=120 km/h

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3.2. Movimientos con velocidad constante

• Los movimientos cuya velocidad es constante pueden ser de trayectoria rectilínea y de trayectoria circular.

• Movimiento rectilíneo uniforme. Es el que tiene un móvil que recorre una trayectoria rectilínea con velocidad media constante.

• Movimiento circular uniforme. Es el que tiene un móvil que recorre una trayectoria circular con velocidad instantánea constante.

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100 km/h100 km/h100 km/h

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3.3. Movimientos con velocidad variable. Aceleración

• En la mayoría de movimientos, la velocidad del móvil no es constante.

• La aceleración mide la variación de la velocidad en la unidad de tiempo. Un móvil acelera cuando aumenta su velocidad y frena cuando disminuye su velocidad.

• Dentro de los movimientos con aceleración el más sencillo es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

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100 km/h120 km/h140 km/h

100 km/h120 km/h80 km/h

acelerafrena

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4.1. Medida y representación de las fuerzas

• La fuerza es la causa de los cambios de velocidad, dirección, movimientos y deformaciones de los cuerpos. La unidad en que se expresan las fuerzas es el newton (N).

• Para determinar cómo es una fuerza hay que dar su valor en newtons, su dirección y sentido.

• Las fuerzas se simbolizan con una flecha encima y se representan gráficamente mediante vectores.

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dirección

sentido intensidad

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4.2. Fuerzas que causan deformaciones

• Cuanto mayor es la fuerza que actúa, más grande será la deformación producida.

• Fuerza y deformación son directamente proporcionales. (++) (--)

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1 kg

1 kg

25 kg

25 kg

+ fuerza (peso)

+ deformación

- fuerza (peso)

- deformación

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4.3. El peso de los cuerpos

• El peso de los cuerpos es la fuerza con que la Tierra los atrae. Se mide en Newton (N).

• El peso p de un cuerpo de masa m es igual al producto de dicha masa por una magnitud, que se llama gravedad, g. La gravedad depende del sitio donde se mida. (P = m . g)

• La masa de un cuerpo es la cantidad invariable de materia que tiene. Se mide en kilogramos (kg).

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m = 25 kg

g = 10

P = m . g

P = 25 . 10 = 250 N

25 kg

G

9,8 = 1025 kg

G

1,6 = 1,5

m = 25 kg

g = 1,5

P = m . g

P = 25 . 1.5 = 37.5 N

TIERRALUNA

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5.1. La fuerza de rozamiento

• El rozamiento es la fuerza que ejercen las superficies sobre los objetos que se desplazan sobre ellas.

• La fuerza de rozamiento, Fr, es paralela a la superficie de deslizamiento y su sentido es opuesto al del movimiento.

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5.1. La fuerza de rozamiento

• La fuerza de rozamiento, depende del peso del cuerpo y de la superficie sobre la que se aplica.

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100 kg

- peso - rozamiento

200 kg

+ peso + rozamiento

100 kg

= peso - rozamiento

superficie lisa

100 kg

= peso + rozamiento

superficie rugosa

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5.2. La presión: eficacia de la fuerza

• La presión P es el cociente entre la fuerza aplicada F y la superficie S sobre la que se aplica. P=F/S . La unidad en que se mide la presión es el pascal (Pa). (Atmósfera (atm)).

• Cuando la fuerza que ejercen los objetos sobre la superficie en que se apoyan es su propio peso, la presión será el cociente entre el peso del objeto y la superficie sobre la que está apoyado.

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= superficie

= peso- peso

- presión

+ peso + presión

+ superficie - presión

-superficie

+ presión

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6.1. Equilibrio

• El equilibrio es el estado de un objeto en que la suma de las fuerzas que actúan sobre él da resultado nulo. En esta situación, puede estar en reposo o moverse a velocidad constante.

• Si las fuerzas que actúan sobre un objeto no dan resultado nulo, dicho objeto no está en equilibrio sino que adquiere movimiento acelerado.

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10 N 10 N

30 N

10 N

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6.2. El principio de Arquímedes

• El principio de Arquímedes explica que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (agua, aire…) experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del fluido desalojado por el cuerpo.

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6.2. El principio de Arquímedes

• El empuje es la fuerza que hace que los objetos sumergidos total o parcialmente en un fluido (líquido o gas) pesen menos y algunos puedan flotar.

• El empuje es de sentido opuesto al peso del objeto sumergido. La fuerza resultante, por tanto, es inferior al peso.

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6.3. Flotación de objetos

• El peso es mayor que el empuje: el objeto se hunde.

• El peso es igual al empuje: el objeto se queda en equilibrio, sumergido en el interior del líquido.

• El peso es menor que el empuje: el objeto sube y flota hasta que su peso iguala al empuje debido a la parte sumergida y alcanza el equilibrio.

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7.1. Las fuerzas realizan trabajo

• Una fuerza realiza trabajo sobre un cuerpo cuando lo desplaza. T = F . e (T = trabajo; F = fuerza; e = espacio)

• La unidad de trabajo en el SI es el julio, J. Un julio es el trabajo que efectúa una fuerza de 1 N cuando desplaza un objeto 1m.

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T = 1 Julio F = 1 Newton

e = 1 metro

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7.2. Trabajo y energía

• La fuerza realiza trabajo. El trabajo realizado sobre los cuerpos se transforma en energía que se transfiere a los mismos. La unidad del SI en que se miden el trabajo y la energía es el julio, J.

• Una fuerza que no produce desplazamiento no realiza trabajo. Esta fuerza se denomina esfuerzo, para distinguirla de la fuerza que sí trabaja.

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FUERZA

ESFUERZO

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7.3. Conservación y pérdida de energía

• La energía se transforma continuamente de una forma a otra, de manera que el valor total de la energía siempre es el mismo; por eso decimos que la energía se conserva.

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7.4. ¿Qué es una máquina?

• Llamamos máquina a todo tipo de mecanismo que transforma una forma de energía en otra, al mismo tiempo que reduce la fuerza aplicada y el trabajo a realizar.

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7.4. ¿Qué es una máquina?

• Llamamos máquina simple a las máquinas sencillas que ayudan a realizar trabajo y reducir energía.

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Plano inclinado

Palanca

Polea

Engranajes Torno simple

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7.5. Rendimiento de las máquinas

• La energía útil de una máquina es el trabajo que realiza. La energía no utilizable se denomina energía degradada o disipada.

• El rendimiento de una máquina es el cociente entre la energía útil y la energía consumida.

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Fórmulas

Concepto Fórmula Magnitudes

Velocidad V = e / t V = Km/h ; m/s e = Km ; m t = h ; s

Peso P = m . g P = N (Newton) m = Kg g = 9,8 (10)

Presión P = F / S P = Pa (Pascal) F = N (Newton) S = m2

Trabajo T = F . e T = J (Julio) F = N (Newton) e = m

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Resumen Tema 6

• Energía: clases, transformaciones• Movimiento: trayectoria, posición, desplazamiento

• Velocidad: Instantánea, media, MRU, MCU

• Aceleración: MUA

• Fuerzas: deformación, Peso, rozamiento

• Presión: proporcionalidad

• Equilibrio: estable, inestable

• Principio de Arquímedes: flotabilidad

• Trabajo: Energía, conservación• Máquinas: simples, rendimiento• Fórmulas: conceptos