TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA

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https://www.youtube.com/watch?v=cZ895bpeVs8

Ringkasan

TLDREl video explica ejercicios de aplicación sobre trabajo, potencia y energía en física, abordando cálculos prácticos para estudiantes de secundaria. Se hace énfasis en cómo calcular el trabajo realizado por una fuerza, ya sea en línea recta o en un ángulo, y se diferencia entre trabajo hecho al levantar objetos y al mantenerlos en altura. También se describe cómo calcular la potencia y se presentan ejemplos de energía cinética y potencial, aclarando las fórmulas y las unidades involucradas. Este contenido didáctico está diseñado para que los estudiantes comprendan los conceptos básicos de física aplicados a situaciones cotidianas.

Takeaways

  • 💡 El trabajo se calcula como fuerza × distancia.
  • 🧮 La unidad de trabajo es el julio.
  • ⚡ La potencia es trabajo dividido por tiempo.
  • 🔍 No se realiza trabajo si no hay desplazamiento.
  • 🏋️‍♂️ Se convierte masa a fuerza multiplicando por gravedad.
  • 🏎️ La energía cinética se calcula con (1/2)mv².
  • 📏 La energía potencial depende de la altura y masa.
  • 🚀 Para convertir km/h a m/s se usa 1000/3600.
  • 📉 Mayor altura significa mayor energía potencial.
  • ❌ Sostener un objeto sin moverlo significa trabajo cero.

Garis waktu

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    En el primer ejemplo, se calcula el trabajo realizado por un trabajador que empuja una carretilla con una fuerza de 30 N a lo largo de 20 m. La fórmula del trabajo es fuerza multiplicada por desplazamiento, lo que resulta en un trabajo total de 600 julios. Se explica que los julios son la unidad de medida del trabajo y se menciona la relación entre fuerzas y distancias en términos de unidades.

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    En el segundo ejercicio, se analiza el trabajo realizado por un obrero al aplicar una fuerza de 30 N a un ángulo de 40 grados sobre una caja. Se descompone la fuerza en sus componentes horizontales y se calcula el trabajo como la fuerza horizontal multiplicada por la distancia de 3 m, resultando en un total de 68,94 julios. También se considera el caso de un levantador de pesas, quien realiza trabajo al levantar 157 kg a 2 m, pero no realiza trabajo mientras sostiene las pesas sin desplazamiento.

Peta Pikiran

Video Tanya Jawab

  • ¿Cómo se calcula el trabajo realizado?

    El trabajo realizado se calcula multiplicando la fuerza paralela al desplazamiento por la distancia recorrida.

  • ¿Qué unidad de medida se utiliza para el trabajo?

    La unidad de medida para el trabajo es el julio.

  • ¿Qué es la potencia en física?

    La potencia es el trabajo realizado en un determinado tiempo.

  • ¿Cómo se convierte la masa en fuerza (peso)?

    Para convertir la masa en fuerza, se multiplica por la gravedad (9.8 m/s²).

  • ¿Cuándo se considera que no se realiza trabajo?

    No se realiza trabajo cuando no hay desplazamiento, independientemente de la fuerza aplicada.

  • ¿Qué es la energía cinética?

    La energía cinética es la energía que posee un objeto debido a su movimiento.

  • ¿Cuál es la fórmula para calcular la energía potencial?

    La energía potencial se calcula con la fórmula: masa × gravedad × altura.

  • ¿Cómo se transforma km/h a m/s?

    Para transformar km/h a m/s, se multiplica por 1000 y se divide entre 3600.

  • ¿Qué relación hay entre la altura y la energía potencial?

    La energía potencial es directamente proporcional a la altura: a mayor altura, mayor energía potencial.

  • ¿Por qué el trabajo es cero cuando se sostiene un objeto sin desplazamiento?

    Porque el desplazamiento es cero, por lo tanto, el trabajo realizado es cero.

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Gulir Otomatis:
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    Bueno muy buenos días Vamos a hacer los
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    ejercicios de aplicación sobre trabajo
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    potencia y energía para los estudiantes
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    del Liceo Nacional de la ciudad de
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    ibagu en este momento pues tenemos el
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    primer ejercicio correspondiente al
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    trabajo Dice un trabajador empuja una
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    carretilla llena de cemento por una
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    superficie horizontal de 20
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    m ejerciendo una fuerza de 30 New
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    calcular elab realizado por él Entonces
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    ya teniendo el ejercicio vamos a sacar
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    los datos el primero pues es la fuerza
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    que está haciendo el señor mov la
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    carretilla que es de 30 n vamos a asumir
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    que esta fuerza es paralela al
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    movimiento ya que no nos están dando
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    ningún ángulo de aplicación la distancia
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    que se desea recorrer son 20 m y nos
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    piden averiguar Cuál es el trabajo
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    realizado por este trabajador entonces
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    recordemos la ecuación de trabajo que es
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    igual a fuerza paralela de movimiento
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    multiplicado por la distancia o el
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    desplazamiento eh teniendo los datos y
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    la ecuación vamos a proceder a hacer El
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    reemplazo entonces trabajo va a ser
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    igual a fuerza paralela por el
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    desplazamiento reemplazamos la fuerza
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    por 30 n el desplazamiento por 20 y pues
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    obtenemos que el trabajo realizado de
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    600 julios acordémonos que los julios es
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    la unidad de medida del trabajo al igual
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    que de las fuerzas y al multiplicar
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    newon por metros Entonces los metros
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    quedan al cuadrado Y entonces por eso
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    los julios son kilogramos por metro al
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    cuadrado sobre segundos al
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    cuadrado el siguiente ejercicio también
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    tiene que ver con trabajo Dice un obrero
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    aplica sobre una caja a una fuerza de 30
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    n con dirección 40 gr con respecto a la
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    horizontal para desplazarla 3 m sobre
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    una superficie pulida cuánto trabajo
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    realiza el obrero entonces miremos que
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    aquí la imagen nos muestra como la
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    fuerza no está aplicada aquí en este
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    punto es decir en forma paralela sino
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    que está aplicada como en diagonal con
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    un ángulo de 40 gr con respecto a la
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    horizontal siempre que tengamos un una
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    fuerza diagonal o con un ángulo de
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    desplazamiento con respecto a la
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    horizontal o a la vertical Pues esta
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    fuerza tiene sus componentes
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    horizontales y verticales en este caso
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    nos interesa la componente horizontal
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    que corresponde a la fuerza multiplicado
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    por el coseno del ángulo esa viene a ser
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    entonces Nuestra fuerza paralela que es
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    la que vamos a utilizar en el ejercicio
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    ent Ya teniendo el ejercicio sacamos los
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    datos Y entonces la fuerza son 30 n eh
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    la distancia que se va a recorrer son 3
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    m y el ángulo de aplicación es de 40 gr
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    Entonces nos vien averiguar el trabajo
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    entonces utilizamos la ecuación
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    eh trabajo es igual a fuerza paralela
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    por distancia pero en este caso esta
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    fuerza paralela la vamos a reemplazar
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    por todo esto sí que es la componente
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    horizontal de esa
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    fuerza Bueno entonces ya teniendo los
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    datos y las ecuaciones procedemos vamos
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    a reemplazar y aquí es sencillo fuerza
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    son 30 n coseno de 40 por la distancia
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    que son 3 M es un producto sencillo esto
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    nos viene a dar entonces un total de
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    trabajo realizado de
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    68,94 julos es muy sencillo este
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    ejercicio vamos a otro ejercicio que es
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    de trabajo Dice un levantador de pesas
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    consigue levantar 157 kg desde el suelo
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    hasta una altura de 2 m y lo sostiene 15
  • 00:03:29
    segundos arriba
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    calcula el trabajo que realiza mientras
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    levanta las pesas y las mantiene
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    levantadas entonces son dos cosas aparte
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    mientras las levanta hace trabajo porque
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    hay desplazamiento Y si las mantiene
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    levantadas pues ya vamos a decir qué
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    sucede ahí entonces e un levantador de
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    pesas vamos a sacarle los datos son la
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    masa que levanta 157 kg la distancia que
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    la eleva es de 2 m y
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    eh sostiene las pesas durante 15
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    segundos arriba Entonces nos preguntan
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    Cuál es el trabajo en las dos
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    situaciones mientras la levante y cuando
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    la sostiene Durante los 15 segundos
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    Durante los 15 segundos que la sostiene
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    entonces la fórmula de trabajo que es
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    fuerza paralela por distancia en este
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    caso no hay ningún ángulo Entonces no
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    trabajamos con con el ángulo con coseno
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    Y recordemos que cuando nos dan una masa
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    eso tenemos que convertirlo a una fuerza
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    que se llama peso entonces simplemente
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    multiplicamos esa masa por la gravedad Y
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    entonces obtenemos esa fuerza
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    entonces la solución pues vamos a
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    reemplazar eh recordemos que entonces
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    esta fuerza se vuelve masa por gravedad
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    por la distancia Entonces 157 * 9,8 por
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    2 m pues hacemos ese proceso y eso nos
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    da
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    ahora mientras mientras es sostenida las
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    pesas no realiza trabajo ya que no está
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    haciendo algún desplazamiento Sí claro
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    si la distancia que se recorre es cer0
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    pues cer0 multiplicado por cualquier
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    cosa nos da cer0 quiere decir que no
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    realiza trabajo cuando una persona así
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    esté haciendo fuerza no desplace algo o
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    lo que quiere desplazar No se mueve eso
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    no está haciendo En ese momento no está
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    haciendo
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    trabajo veamos ahora un ejercicio sobre
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    potencia recordemos que potencia es
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    realizar un trabajo en un determinado
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    tiempo entonces para poder alimentar a
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    su polluelo la mamá pájaro debe volar
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    una distancia de 7 m cuando llega al
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    nido donde está su cría le empuja el
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    alimento ejerciendo una fuerza de 2
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    newon entonces quiere decir que durante
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    el recorrido ella está haciendo 2 New
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    sosteniendo lo que le trae en la en El
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    piquito a a sus crías este recorrido lo
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    hace cuatro veces seguidas y en cada una
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    de ellas se demora 4 segundos 5 segundos
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    3 segundos y 6 segundos respectivamente
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    en Cuál de estos instantes el ve
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    desarrolló mayor potencia Entonces vamos
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    a sacar los datos de este ejercicio
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    Entonces tenemos que la distancia que
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    recorre el pajarito la pajarita es de 7
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    m la fuerza que utiliza cargando estos
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    elementos que llevan su picos de 2 newon
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    y los tiempos a utilizar en estos
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    recorridos de 4 segundos 5 segundos 3
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    segundos 6 segundos vamos a mirar la
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    potencia en cada uno de estos para
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    determinar En cuál se realizó más
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    potencia entonces es trabajo pues es
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    fuerza por distancia pero recordemos que
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    potencia es trabajo sobre tiempo miremos
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    que tanto la potencia como el tiempo son
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    inversamente proporcionales quiere decir
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    que cuando el tiempo sube entonces la
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    potencia
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    baja y si la potencia si el tiempo baja
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    Entonces la potencia sube eso es lo que
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    significa inversamente
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    proporcional Entonces vamos a reemplazar
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    los valores
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    en de ejercicio Entonces tenemos que la
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    potencia eh es trabajo sobre tiempo
  • 00:07:06
    reemplazamos este trabajo pues se puede
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    reemplazar por fuerza por distancia y eh
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    nos quedaría 2 * 7 daría 14 di en 4 y
  • 00:07:15
    eso nos daría 3,5 W ahora hacemos para
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    el segundo recorrido donde se demora 5
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    segundos es lo mismo 14 5 2,8 W en el en
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    el trayecto 3 dura 3 segundos entonces 2
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    por 7 14 en 3 da 4,67 W y en el
  • 00:07:35
    recorrido 4 cuando se demora 6 segundos
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    pues la potencia es de 2,33 Entonces
  • 00:07:41
    como nos damos cuenta a mayor tiempo
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    menor va a ser el el trabajo la potencia
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    realizada En cambio cuando el tiempo es
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    menor pues tenemos más potencia
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    desarrollada Entonces en este caso que
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    nos preguntaba que en dónde había más
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    potencia o se desarrollaba más potencia
  • 00:08:00
    Pues en el en el tres debido a que el
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    tiempo es
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    menor Bueno vamos ahora a un ejercicio
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    sobre energía cinética en este momento
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    es calcular la energía cinética de una
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    moto de 850 kg que se mueve a una
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    rapidez de 65 km porh entonces sacamos
  • 00:08:19
    los datos eh la energía cinética la que
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    nos piden averiguar la masa son 850 kg
  • 00:08:25
    la velocidad es de 65 km porh aquí son
  • 00:08:29
    kmos con kilómetros por h Entonces
  • 00:08:33
    tenemos que la energía cinética es igual
  • 00:08:35
    a 1 medio de la masa por la velocidad
  • 00:08:37
    del cuadrado entonces recordemos que la
  • 00:08:40
    energía cinética se desarrolla Solo
  • 00:08:42
    cuando hay movimiento si la velocidad es
  • 00:08:45
    cero Pues todo este producto se vuelve
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    cero y entonces no existe energía
  • 00:08:49
    cinética antes de de reemplazar los
  • 00:08:52
    valores vamos a convertir estos
  • 00:08:55
    kilómetros por h a metros por segundo
  • 00:08:59
    segundos entonces para ello pues 65 km
  • 00:09:02
    equival vamos a convertirlo a metros
  • 00:09:05
    entonces 1 km equivale a 1000 m aquí
  • 00:09:08
    kilómetros con kilómetros lo cancelamos
  • 00:09:11
    y nos quedaría 65 * 1000 pues 65,000 y
  • 00:09:14
    convertimos las horas en segundos
  • 00:09:16
    Recuerden que una hora aquí horas con
  • 00:09:19
    horas se cancelan nos dan 3600 segundos
  • 00:09:22
    Entonces al hacer la operación 6,500 di
  • 00:09:25
    en 3600 nos da
  • 00:09:27
    18,06 esto también se puede hacer Pues
  • 00:09:29
    simplificando acá estos dos ceros con
  • 00:09:31
    estos dos ceros y
  • 00:09:33
    e hacemos el producto de 65 por 5/1 que
  • 00:09:39
    es simplificar también estos dos valores
  • 00:09:42
    o aquí seguimos haciendo el proceso 65
  • 00:09:45
    36 nos da
  • 00:09:47
    18,06 Met sobre segundos Entonces ahora
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    sí vamos a reemplazar en la ecuación
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    entonces este corresponde a la masa Esta
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    es la velocidad que se eleva al cuadrado
  • 00:09:58
    y al hacer el esto nos viene a dar
  • 00:10:01
    13861
  • 00:10:03
    19,53 julios entonces esa sería el
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    trabajo Perdón eso sería la energía
  • 00:10:09
    cinética eh que desarrolla la moto en
  • 00:10:14
    cuando se encuentra a una velocidad de
  • 00:10:15
    65 km
  • 00:10:18
    porh vamos ahora con un ejercicio sobre
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    potencia gravitacional dice calcular la
  • 00:10:24
    energía potencial que tiene una papaya
  • 00:10:27
    de 1,5 kg cuando está a una altura de
  • 00:10:30
    1,5 m recordemos que la energía
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    potencial gravitacional depende
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    básicamente de la altura ya que el peso
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    Pues del cuerpo no varía de una posición
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    a la otra entonces la energía potencial
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    que tenemos que averiguar cuando la masa
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    es de 1,5 kg y la altura 1,5 m en los
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    datos la ecuación de energía potencial
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    masa por gravedad por altura miremos que
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    aquí la la altura es directamente
  • 00:10:56
    proporcional a la energía potencial
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    y masa por gravedad pues corresponde al
  • 00:11:03
    peso Entonces tenemos las los datos las
  • 00:11:06
    ecuaciones Y empezamos a reemplazar al
  • 00:11:08
    reemplazar los valores 1,5 kg 9,8 m
  • 00:11:12
    sobre segundo al cuadrado que la
  • 00:11:13
    gravedad por la altura 1,5 Pues nos
  • 00:11:16
    viene a dar un valor de 22,05 julios de
  • 00:11:20
    esta forma hemos encontrado la energía
  • 00:11:22
    potencial de la papaya a 1,5 m de altura
  • 00:11:26
    recordemos que a mayor altura mayor
  • 00:11:28
    energía poten
  • 00:11:29
    cuando las cosas están en el suelo pues
  • 00:11:32
    se les asigna una energía potencial cero
  • 00:11:35
    ya que la altura con respecto al suelo
  • 00:11:37
    es de Cero y cero por cualquier valor no
  • 00:11:40
    va dar cero Bueno espero que haya
  • 00:11:42
    quedado suficientemente claro estos
  • 00:11:44
    ejercicios lesa por fa recuerden
  • 00:11:47
    compartir estos videos con sus conocidos
  • 00:11:50
    familiares para puedan más personas
  • 00:11:52
    aprovechar para desarrollar fácilmente
  • 00:11:55
    ejercicios de física Muchas gracias y
  • 00:11:57
    nos veremos en un próximo video al
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