Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

Grado 9 → Mechanics → Trabajo, Energía y Potencia ↓


Acciones positivas y negativas


Introducción

En el estudio de la física, particularmente en las áreas de trabajo, energía y potencia, es fundamental entender el concepto de trabajo. El trabajo se define como la medida de la transferencia de energía que ocurre cuando un objeto se mueve a lo largo de una distancia por una fuerza externa. En la mecánica, la idea de trabajo es crucial para entender cómo se usa y transfiere la energía en varios sistemas. Es importante entender dos tipos específicos de trabajo: trabajo positivo y trabajo negativo. Estos conceptos nos ayudan a comprender cómo las fuerzas pueden ayudar u oponerse al movimiento y cómo se gana o pierde energía en un sistema.

¿Qué es el trabajo?

En física, el trabajo es una medida de la transferencia de energía. Cuando se aplica una fuerza a un objeto para causar un desplazamiento, se realiza trabajo sobre ese objeto. El trabajo se calcula usando la fórmula:

W = F × d × cos(θ)

Dónde:

  • W es el trabajo realizado (en julios).
  • F es la fuerza aplicada al objeto (en Newtons).
  • d es el desplazamiento del objeto (en metros).
  • θ es el ángulo entre la dirección de la fuerza y el desplazamiento.

Entendiendo el trabajo positivo

Se realiza trabajo positivo cuando una fuerza aplicada a un objeto causa que el objeto se mueva en la dirección de la fuerza. En términos simples, si un esfuerzo provoca un desplazamiento que está en la misma dirección que la fuerza, el trabajo realizado es positivo. Esto indica que se está transfiriendo energía al objeto, resultando en un aumento en la energía cinética del objeto.

Ejemplo de trabajo positivo

Imagina que estás empujando una caja a través del suelo. Si aplicas fuerza en la dirección del movimiento de la caja, estás haciendo trabajo positivo en la caja. Siempre que la fuerza que aplicas esté en la misma dirección que el movimiento de la caja, el trabajo se considera positivo.

Fuerza Movimiento

En el ejemplo mostrado arriba, la flecha azul (fuerza) apunta en la misma dirección que la flecha negra (velocidad), indicando que estás haciendo trabajo positivo en la caja.

Entendiendo el trabajo negativo

El trabajo negativo ocurre cuando una fuerza aplicada a un objeto causa que el objeto se mueva en la dirección opuesta a la fuerza. Si una fuerza se opone al movimiento de un objeto, puede ralentizarlo, lo que indica que se está quitando energía al objeto.

Ejemplo de trabajo negativo

Supón que un coche disminuye la velocidad mientras se mueve por una carretera. La fuerza de fricción entre las llantas del coche y la superficie de la carretera realiza trabajo negativo porque actúa en sentido opuesto a la dirección del movimiento del coche, reduciendo su velocidad.

Fricción Movimiento

En esta ilustración, la flecha roja (fricción) apunta en la dirección opuesta a la flecha negra (velocidad), indicando que se está realizando trabajo negativo en el coche, lo cual lo desacelera.

Representación matemática

Para distinguir entre trabajo positivo o negativo, considera el ángulo θ en la fórmula de cálculo del trabajo:

W = F × d × cos(θ)

  • Si 0° ≤ θ < 90°, cos(θ) es positivo, por lo que la función es positiva.
  • Si θ = 90°, cos(θ) = 0, y no se realiza trabajo.
  • Si 90° < θ ≤ 180°, cos(θ) es negativo, por lo que la función es negativa.

Aplicaciones del trabajo positivo y negativo

Acciones positivas en la vida cotidiana

El trabajo positivo es común en situaciones donde la energía se transfiere a un objeto para aumentar su velocidad o elevarlo contra la gravedad. Ejemplos comunes incluyen:

  • Levantar pesas: Cuando levantas mancuernas, aplicas una fuerza hacia arriba, que está en la misma dirección que el movimiento del peso.
  • Montar una bicicleta: Cuando presionas los pedales, aplicas una fuerza que empuja la bicicleta hacia adelante, realizando trabajo positivo.

Trabajo negativo en la vida cotidiana

El trabajo negativo se observa en situaciones donde se elimina energía del sistema, a menudo causando que un objeto disminuya su velocidad o se detenga. Ejemplos incluyen:

  • Frenar un coche: Cuando se aplican los frenos a un coche, la fricción actúa en la dirección opuesta al movimiento del coche, realizando trabajo negativo y ralentizando el coche.
  • Cuando bajas una colina, la fuerza de gravedad realiza trabajo negativo, porque actúa en sentido opuesto a la fuerza ascendente aplicada por tus piernas.

Conclusión

Comprender el trabajo positivo y negativo nos ayuda a entender cómo las fuerzas afectan los niveles de energía de un sistema. Ya sea que un objeto se mueva en la dirección de una fuerza (trabajo positivo) o en contra de ella (trabajo negativo), estos conceptos son fundamentales para describir la dinámica de la transferencia de energía y el movimiento en la física.

Al analizar la dirección de las fuerzas y su relación con la velocidad, podemos entender mejor cómo funcionan los diferentes sistemas y cómo el trabajo, la energía y la potencia están interconectados en el mundo que nos rodea.


Grado 9 → 1.4.2


U
username
0%
completado en Grado 9

← Anterior (1.4.1)
Concepto de trabajo
Siguiente (1.4.3) →
Trabajo realizado por fuerza constante y variable

Comentarios 



Acciones positivas y negativas

https://www.physicsflow.com/g9/1.4.2?pfal=es