TRABAJO Y ENERGÍA FRENTE A DINÁMICA, PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA Y BACHILLERATO:
En la línea de trabajo marcada por el proyecto, de preparación de materiales, sobre todo audiovisuales, en los contenidos que mayor continuidad o relevancia tienen en cada curso, se han preparado algunos videos, que se indican a continuación sus enlaces, así como un documento, que se añade al final, de consulta y ampliación del contenido, que incluye nuevos ejercicios y tareas.
Se recomienda la visualización por orden del material audiovisual:
EJERCICIO 1: de utilización de razonamientos energéticos, de trabajo y energía, para resolver un ejercicio sencillo de movimiento vertical. Posteriormente, en el siguiente video, se resuelve utilizando estrategias cinemáticas, para su comparación. En este caso se conserva la energía mecánica.
¿Qué velocidad hay que comunicarle a un cuerpo que está en el suelo, para que alcance una altura de 35 metros cuando lo lanzamos hacia arriba?. Se supone despreciable el rozamiento con el aire. DATO: g=9,8 m/s2.
a.- Hallar lo que se solicita utilizando razonamientos energéticos.
b.- Hallar lo que se solicita utilizando estrategias propias de la cinemática.
EJERCICIO 2 (FQ4EE2179):
Desde una altura de 3 metros lanzamos en la vertical y hacia arriba un cuerpo con una velocidad de 34 m/s. Considerando despreciables los rozamientos con el aire y considerando que al estar en las proximidades de la superficie terrestre, la aceleración de la gravedad es constante e igual a 9,8 m/s2, hallar la altura máxima que alcanza:
a.- Utilizando razonamientos energéticos.
b.- Utilizando razonamientos cinemáticos.
EJERCICIO 3 (FQ4EE2180):
Lanzamos desde una altura de 7 metros en la vertical y hacia arriba un cuerpo de 5 kg de masa, con una velocidad de 54 m/s.
Hallar por razonamientos energéticos, la velocidad que lleva cuando ha recorrido 5 metros.
Se consideran despreciables los rozamientos con el aire.
DATO: g = 9,8 m/s2
IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/1i_IMdq4v8M
EJERCICIO 4: de utilización de estrategias energéticas, de razonamientos en el contexto del tema de trabajo y energía, para resolver un ejercicio de movimiento en plano horizontal, con rozamiento. En este caso, no se conserva la energía mecánica.
Hallar mediante razonamientos energéticos, el espacio que recorre un cuerpo en una superficie horizontal, cuando le comunicamos una velocidad inicial de 25 m/s y se encuentra afectado por el rozamiento entre las superficies en contacto, caracterizado por un coeficiente de valor 0,1.
DATO: g=9,8 m/s2.
EJERCICIO 5: de utilización de estrategias energéticas, de razonamientos en el contexto del tema de trabajo y energía, para resolver un ejercicio de movimiento en plano inclinado, con rozamiento. En este caso, no se conserva la energía mecánica.
Lanzamos un cuerpo desde la base de un plano inclinado 30º con respecto a la horizontal, con una velocidad de 15 m/s.
Hallar la altura que alcanza, considerando que existe rozamiento caracterizado por un coeficiente igual a 0,1.
DATO: g=9,8 m/s2.
EJERCICIO 6 (FQ1BE2073): de utilización de razonamientos energéticos, para obtener la máxima compresión de un resorte como consecuencia de un objeto que impacta contra él.
Un objeto de 5 kg de masa que se mueve en un plano horizontal sin rozamiento, impacta contra un resorte de cte k = 8 N/cm, con una velocidad de 7 m/s.
Hallar la compresión máxima del resorte.
EJERCICIO 7 (23 AC76): de utilización de estrategias energéticas, en una situación que combina plano inclinado (sin rozamiento) seguido de plano horizontal (con rozamiento), para hallar el espacio que recorre en el plano horizontal.
Dejamos caer un cuerpo cualquiera desde lo alto de un plano inclinado 30º con respecto a la horizontal, desde 7 metros de altura. El cuerpo desliza por el plano inclinado en el que consideramos despreciable el rozamiento.
Al llegar a la base del plano inclinado se encuentra con un plano horizontal en el que sí que está presente el rozamiento, con un coeficiente de rozamiento µ=0.1.
Hallar la distancia que recorre en el plano horizontal el cuerpo, hasta que se detiene.
DATO: g=9,8 m/s2.
IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/3BEQPFxa7xc
EJERCICIO 8 (24 AC76): de utilización de razonamientos energéticos, en una situación que combina plano horizontal, seguido de plano inclinado, ambos con rozamiento, donde se solicita la altura que sube en el plano inclinado.
Lanzamos un cuerpo por un plano horizontal con una velocidad de 35 m/s. El cuerpo recorre en el plano horizontal 15 metros hasta que se encuentra con un plano inclinado 30º por el que asciende.
El rozamiento está presente tanto en el plano horizontal, como en el plano inclinado por el que asciende, con un coeficiente µ=0.1.
Hallar la altura que alcanza el cuerpo en el plano inclinado hasta que se detiene.
DATO: g=9,8 m/s2.
IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/McvpqhLG7Ho
EJERCICIO 9 (25 AC76): plano inclinado seguido de plano horizontal, ambos con rozamiento.
Se deja caer un cuerpo desde una altura de 5 m, por un plano inclinado 30º con respecto a la horizontal. Al acabar el recorrido en este plano inclinado se encuentra con una superficie horizontal por la que avanza.
Tanto en el plano inclinado como en el horizontal el rozamiento está presente y caracterizado por un coeficiente de valor µ=0,1.
Hallar el espacio que recorre en el plano horizontal hasta que se detiene.
DATO: g=9,8 m/s2.
SOL: 41,33 m
IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/wGDlcZB03rw
EJERCICIO 10 (FQ1BE2181): Ejercicio interesante, ya que aunque es sencillo, se complica por el hecho de no aportar datos numéricos, lo que complica el trabajo al tener que utilizar las letras y despejar las magnitudes con estrategias matemáticas más complejas. No obstante es algo que se debe hacer en los ejercicios de Física, ya que cuando sustituimos los datos por sus valores numéricos, las expresiones pierden sentido físico.
Dejamos caer un cuerpo desde una altura “h”, desde lo alto de un plano inclinado un ángulo “α” con el que se considera despreciable el rozamiento, de tal manera que desciende.
Hallar la velocidad que alcanza al final del plano inclinado.
a.- Realizar el ejercicio por razonamientos Dinámicos/Cinemáticos.
b.- Realizar el ejercicio por razonamientos Energéticos.
DATO: g = 9,8 m/s2
IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/WOYbkl-Sxw0
EJERCICIOS ADECUADOS PARA PREPARAR UNA PRUEBA DE ESTE CONTENIDO, EN 4º DE LA E.S.O. E INCLUSO EN PRIMERO DE BACHILLERATO (EN ESTE ÚLTIMO CASO, SE PUEDE PLANTEAR UNA COMBINACIÓN DE LAS SITUACIONES PLANTEADAS):
EJERCICIO X1:
Dejamos caer un cuerpo desde una altura de 30 m. Hallar, considerando despreciables los rozamientos con el aire, la velocidad con la que impacta con el suelo. DATO: g=9,8 m/s2. (SOL.: 24,25 m/s)
a.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos energéticos.
b.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos cinemáticos.
EJERCICIO X2:
Lanzamos en la vertical y hacia arriba, un cuerpo con una velocidad de 24 m/s, desde una altura de 2 m. Hallar la altura máxima que alcanza, considerando despreciables los rozamientos con el aire. DATO: g=9,8 m/s2. (SOL.: 31,39 m)
a.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos energéticos.
b.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos cinemáticos.
EJERCICIO X3:
Sobre una superficie horizontal lanzamos un cuerpo con una velocidad de 27 m/s. Hallar el espacio que recorre hasta que se detiene. DATO: g=9,8 m/s2.
a.- Realizar el ejercicio considerando despreciable el rozamiento. (SOL.: el cuerpo en esta situación no se detiene utilizando la lógica -las ecuaciones además lo indican por resultados incoherentes o absurdos)
a.1.- Utilizando razonamientos energéticos.
a.2.- Utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
b.- Realizar el ejercicio considerando el rozamiento presente, con un coeficiente de rozamiento de valor 0,2. (SOL.: 185,9 m)
b.1.- (FQ4EE2183) Utilizando razonamientos energéticos.
IR AL VIDEO QUE LO RESUELVE: https://youtu.be/9kHxm4I5oxI
b.2.- Utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
EJERCICIO X4:
Desde lo alto de un plano inclinado 30º a una altura de 15 m, dejamos caer un cuerpo. Hallar la velocidad con la que llega al final del plano inclinado. DATO: g=9,8 m/s2.
a.- Realizar el ejercicio considerando despreciable el rozamiento. (SOL.: 17,15 m/s)
a.1.- Utilizando razonamientos energéticos.
a.2.- Utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
b.- Realizar el ejercicio considerando el rozamiento presente, con un coeficiente de rozamiento de valor 0,2. (SOL.: 13,86 m/s)
b.1.- Utilizando razonamientos energéticos.
b.2.- Utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
EJERCICIO X5:
¿Con qué velocidad hay que lanzar un cuerpo de 11,5 kg de masa, para que recorra 55 m en un plano horizontal con rozamiento hasta que al final se detiene? DATOS: μ=0,2; g=9,8 m/s2. (SOL.: 14,68 m/s)
a.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos energéticos.
b.- (EJERCICIO FQ4EE2184) Realizar el ejercicio utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
VIDEO QUE RESUELVE EL APARTADO: https://youtu.be/Kdstpo21mQc
EJERCICIO X6:
Hallar la velocidad con la que hay que lanzar un cuerpo de 50 toneladas, desde la base de un plano inclinado 25º, para que alcance una altura de 20 metros. El rozamiento se considera presente y caracterizado por un coeficiente μ=0,25. DATOS: g=9,8 m/s2; 1 Ton = 1000 kg.
a.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos energéticos.
b.- Realizar el ejercicio utilizando razonamientos dinámicos/cinemáticos.
En cualquier caso y teniendo en cuenta que frecuentemente se generan contenidos, añadimos la siguiente lista de vídeos de TRABAJO Y ENERGÍA:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLiO-qZK9THdgxMWV8RjpvqIPC1Bh8GeCX
Añadimos el documento al que nos referíamos al principio, de consulta y ampliación de este contenido de trabajo y energía.
76 TRABAJO Y ENERGIA VS DINAMICA FYQ 1BAC V9Esperamos que el material cumpla con su cometido.
Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.