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Energía y trabajo: preguntas de observación y fórmula

📄 ejercicios ciencias-naturales 🎓 otro · 2° Referencia Perú 🇵🇪 PE 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. La energía química del cuerpo, que se transforma en energía mecánica.
  2. Sí, la energía se transforma (de química a mecánica).
  3. Sí; el trabajo es la transferencia de energía mediante fuerza y desplazamiento. a) Aplica una fuerza de empuje con desplazamiento (trabajo). b) Desgasta energía química de sus músculos. c) Con F=50\,\text{N} y \Delta r=4\,\text{m}, W=200\,\text{J}.
📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 60

Ciencia, Tecnología y Ambiente 2 : cuaderno de reforzamiento pedagógico - JEC · 2016

4
Ejercicio 4

(pág. 60)

Pregunta de observación: ¿qué hace posible que el trabajador pueda cargar tanto peso?

  1. El trabajador consume su propia energía química, almacenada en los músculos.
  2. Al contraer los músculos, esta energía se transforma en energía mecánica (movimiento y capacidad de vencer la gravedad).
  3. Gracias a esa transformación, el cuerpo produce cambios y puede sostener y desplazar un objeto pesado.

Respuesta orientativa: Es la energía química de su cuerpo (almacenada en los músculos) la que, al transformarse en energía mecánica, le permite sostener y cargar la pesada carga.

5
Ejercicio 5

(pág. 60)

Pregunta de observación: mirando el panel (que ilustra la transferencia de energía al empujar el carro), ¿se puede transformar la energía?

  1. Sí. Al empujar el carro, el profesor transforma su energía química muscular en energía mecánica de movimiento.
  2. La energía no se crea ni se destruye: solo cambia de una forma a otra.
  3. Este caso es un claro ejemplo de transformación de energía.

Respuesta orientativa: Sí, se puede transformar la energía; en el panel se ve cómo la energía química del cuerpo se transforma en energía mecánica al empujar el auto.

6
Ejercicio 6

(pág. 60)

Pregunta: ¿se manifiesta energía en todas las imágenes? ¿Qué relación guardan con el trabajo?

  1. Sí, en todas las imágenes se manifiesta energía.
  2. El trabajo es un proceso de transferencia de energía de un cuerpo a otro.
  3. La energía puede manifestarse como energía en reposo (almacenada) o asociada al movimiento; el trabajo es el mecanismo por el cual se transfiere de un cuerpo a otro mediante una fuerza y un desplazamiento.

Respuesta orientativa: Sí, en todas las imágenes se manifiesta energía; el trabajo es el proceso por el cual esa energía se transfiere de un cuerpo a otro mediante una fuerza y un desplazamiento.

Caja ¿Sabías que…? (pág. 60)

a
Parte 6.a

¿Qué aplica el profesor Jacinto para que el auto se mueva?

Aplica una fuerza mediante el empujón, que produce un desplazamiento del auto. Es exactamente la definición de trabajo: transferencia de energía por acción de una fuerza con desplazamiento.

Respuesta

Aplica una fuerza de empuje; al actuar con ella sobre el auto se produce un desplazamiento, por lo que realiza trabajo.

b
Parte 6.b

¿Qué desgasta el profesor Jacinto?

  1. Al empujar, consume su energía química almacenada en los músculos.
  2. Esta energía se transforma en trabajo (transferencia de energía al auto).
  3. Por tanto, desgasta energía química de su cuerpo, la cual se transfiere al carro.
Respuesta

Desgasta energía química de su cuerpo, que se transforma en trabajo para mover el auto.

c
Parte 6.c

La fórmula del trabajo

W = F \cdot \Delta r \cdot \cos\alpha

Donde:

  • F: fuerza que actúa (en newtons, N).
  • \Delta r: desplazamiento realizado (en metros, m).
  • \alpha: ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento.

La unidad en el Sistema Internacional es el joule (J): 1\,\text{J} = 1\,\text{N} \times 1\,\text{m}.

Ejemplo numérico de aplicación: Si el profesor aplica una fuerza de 50\,\text{N} y el auto se desplaza 4\,\text{m} en la misma dirección de la fuerza (\alpha = 0^\circ, \cos 0^\circ = 1):

W = 50\,\text{N} \times 4\,\text{m} \times 1 = 200\,\text{J}

Respuesta orientativa: El trabajo realizado es de 200\,\text{J}. Si la fuerza estuviera en sentido contrario al desplazamiento (\alpha = 180^\circ), el trabajo sería negativo: W = -200\,\text{J}.

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📌 Antes de leer esto
  • • Noción de fuerza y de desplazamiento
  • • Concepto básico de energía (capacidad de producir cambios)
  • • Multiplicación de números y unidades simples
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