Física_2do _curso_Plan_Común

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CURSO: 2° Bachillerato Científico y 1° Bachillerato Técnico. 
CAPACIDAD: Resuelve problemas sobre energía. 
TEMA: Trabajo mecánico. 
INDICADORES: 
❖ Interpreta el concepto de trabajo mecánico. 
❖ Reconoce las unidades de medida de trabajo mecánico. 
❖ Identifica los tipos de trabajo mecánico. 
❖ Aplica las ecuaciones de trabajo mecánico en la resolución de problemas. 
Observación: Queda a criterio del docente agregar más indicadores y/o aumentar puntaje (1 punto 
por indicador). 
ACTIVIDADES: 
a. Completa los espacios en blanco. 
✔ Se define como trabajo mecánico: …………………………………………………………………………………………… 
✔ La unidad de medida del trabajo en el SI es: ………………….…………………………………………………………. 
✔ Ergios es la unidad de medida del…………………………en el sistema……………………………………………… 
✔ Cuando α < 90º, el trabajo es……………………………………………………………………………………………………. 
✔ La unidad de medida del trabajo en el sistema técnico es ……………………………………………………….. 
 
b. Resuelve correctamente las situaciones problemáticas planteadas a continuación: 
1) Calcula el trabajo realizado por la fuerza que se ejerce sobre un objeto en las siguientes 
situaciones: 
a) Elevando verticalmente 2 m un bloque de 4 kg de masa, con velocidad constante, 
considerando g= 10 m/s2
. 
b) Arrastrando 5 m un bloque de 50 kg de masa situado sobre el suelo horizontal haciendo 
sobre él una fuerza de 400 N paralela al suelo. 
c) Empujando una pared con una fuerza de 300 N durante 5 s (sin conseguir moverla). 
 
Física Plan Común 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Un bloque de 20 kg es arrastrado mediante una cuerda que tira de él con una fuerza F, de 80 N, 
tal y como se muestra en la figura. La fuerza de rozamiento Fr, vale 60 N. Calcula el trabajo 
realizado por cada una de las fuerzas representadas cuando el bloque se haya desplazado 10 m. 
 
 
 
 
3) Un coche de 1000 kg frena con una fuerza de 9000 N deteniéndose en 50 m. Halla: a) El trabajo 
que realiza dicha fuerza de frenado. b) El trabajo realizado por la fuerza peso del coche. 
 
4) Determina el trabajo realizado por una fuerza de 200 N en un desplazamiento de 8m en los 
siguientes casos: 
a) La fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 30°. 
b) La fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 60°. 
c) La fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 90°. 
d) La fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 120°. 
e) La fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 180°. 
 
5) Halla el trabajo efectuado por la fuerza variable que se muestra en el gráfico: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6) Se aplica una fuerza constante de 20 N para elevar un cuerpo de masa m, a una altura de 5m. 
Determina el trabajo realizado en los siguientes casos. 
a) Subiendo con una cuerda en la vertical. 
 
 
 
 
 
 
 
b) Subiendo por un plano inclinado de 30° (desprecia las fuerzas de resistencia disipadora). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
¡Resuelve con ayuda de tu profe! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
¡A crear! 
c. Formula y resuelve un problema sobre trabajo mecánico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEDIOS DE VERIFICACIÓN: Queda a criterio del docente los medios de verificación que utilizará. 
PUNTAJE: 4 puntos. 
Bibliografía: 
❖ Bonjorno, J. (2005). Física Volúmen Único. FTD 
❖ Carrasco, J. (2016). Física y Química. 4°ESO.Valencia. 
❖ Mirtha Gladys Martínez de Kennedy. Física 2do Curso. Editora Litocolor SRL. 
❖ Texto para el estudiante. Editorial Atlas S.A. Física segundo curso, Educación Media 2017. 
Puedes ver más información en los siguientes enlaces: 
✔ https://www.fisic.ch/contenidos/energía-mecánica-y-trabajo/trabajo-mecánico-ii/ 
✔ https://www.fisicalab.com/apartado/trabajo-fisica 
✔ https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/introduction-to-work-and-
energy?modal=1 
✔ https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-example-
problems?modal=1 
✔ https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-as-area-
under-curve?modal=1 
 Además, puedes visitar el siguiente canal: 
❖ https://www.youtube.com/channel/UCVA8gEKEmC0P2xytREnqs9w?view_as=subscriber 
 
Preguntas de 
Metacognición 
¿Qué 
aprendí 
hoy? 
¿Qué me 
gustó del 
contenido? 
 ¿Qué 
dificultades 
tuve para la 
realización de 
la tarea? 
¿Cómo superé 
las 
dificultades? 
¿Quién me 
ayudó con 
la tarea? 
https://www.fisic.ch/contenidos/energ%C3%ADa-mec%C3%A1nica-y-trabajo/trabajo-mec%C3%A1nico-ii/
https://www.fisicalab.com/apartado/trabajo-fisica
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/introduction-to-work-and-energy?modal=1
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/introduction-to-work-and-energy?modal=1
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-example-problems?modal=1
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-example-problems?modal=1
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-as-area-under-curve?modal=1
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/v/work-as-area-under-curve?modal=1
https://www.youtube.com/channel/UCVA8gEKEmC0P2xytREnqs9w?view_as=subscriber
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Información Básica 
¡Para empezar! 
 
 Si se analizan las cuatro situaciones que se presentan se ve que, en la primera se está 
introduciendo un clavo en una pared mediante la fuerza ejercida con el martillo; en la segunda se 
está cortando leña mediante la fuerza ejercida por el hacha sobre los troncos; en la tercera se está 
transformando la tierra dura y apelmazada en tierra blanda y esponjosa mediante un arado (que 
funciona gracias a la fuerza ejercida por el caballo); en la cuarta la transformación consiste en el 
cambio de lugar (cambio de posición) de unas mercancías mediante la fuerza ejercida por la 
persona, que arrastra el carro desplazándolo de sitio. En todos los casos la energía de quien realiza 
el trabajo disminuye al realizarlo. 
 Se puede dar pues una primera definición (todavía cualitativa y aproximada) de trabajo como 
un proceso de transformación de la materia que tiene lugar mediante la actuación de fuerzas. Es 
decir, el trabajo (en física) no es algo que se tiene sino algo que se realiza. 
Trabajo mecánico 
Se define Trabajo realizado por una fuerza constante que actúa sobre un cuerpo que se mueve 
con movimiento rectilíneo como el producto escalar de la fuerza por el desplazamiento: 
 
 𝑾 = 𝑭. ∆𝒅 (Cuando la fuerza tiene la misma dirección del desplazamiento). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝑾 = 𝑭. ∆𝒅. 𝒄𝒐𝒔𝜶 (Cuando la fuerza no tiene la misma dirección del desplazamiento). 
 
 
 
Si se eleva un cuerpo en forma vertical y a velocidad constante el trabajo, matemáticamente es: 
𝑾 = −𝒎. 𝒈. 𝒉 donde se considera el valor absoluto de W. 
En el caso de representación gráfica en el plano cartesiano del trabajo, matemáticamente es la 
sumatoria de las áreas de las figuras geométricas que aparecen, es decir: 
𝑾 = 𝑨𝟏 + 𝑨𝟐 + ⋯ + 𝑨𝒏 
✔ W, es el trabajo realizado por la fuerza. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el 
Julio (J)( N.m). Su unidad en el Sistema Cegesimal es Ergios(Erg) ( dyn.cm) y en el sistema Técnico 
es Kilográmetro (Kgm) (Kgf.m). 
✔ F, es una fuerza constante. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton (N). 
✔ Δd, es el vector desplazamiento del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es 
el metro. 
✔ 𝛼, es el ángulo que forman las fuerza y el desplazamiento experimentado por el cuerpo. 
✔ m, es lamasa del cuerpo. g, es la gravedad. h, es la altura o distancia vertical. 
Tipos de Trabajo Mecánico 
❖ Trabajo motor: cuando la fuerza �⃗� tiene el mismo sentido que el desplazamiento. Es un trabajo 
positivo. 
❖ Trabajo resistente: cuando la fuerza �⃗� tiene sentido contrario al desplazamiento, es el realizado 
por una opositora, por ejemplo, la fuerza de rozamiento. Es un trabajo negativo. 
❖ Trabajo Nulo: es el realizado por una fuerza perpendicular al desplazamiento. Si la fuerza �⃗� es 
perpendicular a la dirección del desplazamiento, el trabajo es nulo, pues cos 90° = 0. 
❖ Trabajo elástico: es el realizado por una fuerza elástica y su valor está dado por el área bajo el 
gráfico 𝐹 = 𝑓(𝑥), donde x es la elongación o deformación que sufre el resorte, está regida por la 
ley de Hooke: 
𝑾 =
𝑲𝒙𝟐
𝟐
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Signos del Trabajo 
Según el ángulo que forman la fuerza y el desplazamiento podemos distinguir los siguientes casos: 
❖ α < 90º: Trabajo positivo o trabajo motor (W>0). Por ejemplo, el trabajo realizado por un caballo 
que tira de un carruaje. 
❖ α > 90º : Trabajo negativo o trabajo resistente (W<0). Por ejemplo, la fuerza de rozamiento. 
❖ α = 90º : Trabajo nulo (W=0). Por ejemplo, el trabajo realizado por tu fuerza peso cuando te 
desplazas en coche. 
Ejemplo 1 
Suponiendo que se dispone de una máquina para mover objeto capaz de aplicar una fuerza constante 
de 100 N a una caja cargada de libros, calcula: 
a) El trabajo máximo capaz de desarrollar dicha máquina cuando desplaza la caja 5 metros en 
sentido horizontal. 
b) El trabajo máximo capaz de desarrollar dicha máquina cuando desplaza la caja 5 metros cuando 
la fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 60°. 
Datos Ecuaciones y Soluciones 
F= 100 N a-) 𝑊 = 𝐹. ∆𝑑 b-) 𝑊 = 𝐹. ∆𝑑. 𝑐𝑜𝑠𝛼 
 W=? d= 5m 𝑊 = 100𝑁. 5𝑚 𝑊 = 100𝑁. 5𝑚. 𝑐𝑜𝑠60° 
 W=? d= 5m; α= 60° 𝑊 = 500 𝐽 𝑊 = 250 𝐽 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo 2 
Un cuerpo de 12 Kg es elevando a velocidad constante a una altura de 10 metros, considerando 
g= 10 m/s2 . Calcula el trabajo realizado. 
Datos Ecuación y Solución 
m= 12 Kg 𝑊 = −𝑚. 𝑔. ℎ 
h= 10 m 
g= 10 m/s2 𝑊 = −12𝐾𝑔, 10𝑚/𝑠2. 10𝑚 
W= ? 
 |𝑊| = −1200 𝐽 
 
 𝑊 = 1200 𝐽 
 
Resp.: El trabajo es 1200 J 
 
Ejemplo 3 
 Halla el trabajo efectuado por la fuerza variable que se muestra en el gráfico. 
Solución 
 𝑊 = 𝐴 
 Como es un rectángulo tenemos que: 𝐴 = 𝑏. ℎ 
 𝑊 = 130𝑁. 3𝑚 
 W = 390 J 
 
 
¡Ikatukuaáma kyre'ỹme reñepyrũ remba'apo! 
Tembiapo nahesakãiva, mbo'ehára nepytyvõta. 
 
Debes demostrar lo que aprendiste realizando las actividades propuestas, si tienes dudas tu 
profe está siempre pendiente de ti, comunícate. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ficha técnica 
Docente Responsable de la Elaboración del Plan: Prof. Lic. Fredy David Gómez Leguizamón. 
Docente Responsable de la Revisión y Corrección: Prof. Lic. Lidia Beatriz Araujo de Santacruz/ Prof. Lic. Juan de Dios 
Cañete Fernández/Prof. Lic. Ramona González Vallejos. 
Docente Responsable de la Edición Final: Prof. Lic. Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar. 
Docente Responsable de Evaluación de los Aprendizajes: Lic. Edelio Joel Ramírez Santacruz. 
Docente Responsable de la Revisión de Estilo: Prof. Mg. Ramona Soledad Jara Mareco/ Prof. Irma Guerrero Cano. 
Coordinación del Área de Física: Prof. Lic. Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar (BECAL – Colombia 01). 
Coordinación General de Ciencias Básicas: Prof. Lic. María Cristina Carmona (BECAL – Colombia 01). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ¡Invitación para los interesados! 
 
Se viene la II COMPETENCIA ONLINE DE FÍSICA APFP – AEP 2020 
Inscríbete: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd2Agl7M5qZNZxfS1VDzlMwwG5-w6Oveq96u5t5AYDzcw4sBw/viewform 
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