La resultante causa el cambio
El peso, la normal, la fuerza aplicada y el rozamiento se suman como vectores. Solo la componente paralela cambia el movimiento sobre la pista.
A.2 · FUERZAS Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO · A.3 · TRABAJO Y ENERGÍA
Fuerza, movimiento y energía
Observa cómo el diagrama de fuerzas determina la aceleración, cómo esta cambia el movimiento y cómo el trabajo transfiere o disipa energía.
LABORATORIO INTERACTIVO
Sigue la cadena causal completa.
Predice primero el signo de la aceleración. Después comprueba simultáneamente fuerzas, cinemática y balance energético.
01 / DIAGRAMA DE FUERZASEscala lineal · N
02 / POSICIÓN x(t)
ENERGÍA Y TRABAJO
EcEpE disipadabalance
BALANCE ENERGÉTICO
ΔEc = Wap + Wg + Wr
ΔEc—
Waplicada—
Wgravedad—
Wrozamiento—
ΣW—
El balance se actualizará con el movimiento.
Posición y velocidadx = 1,50 mv = 0,40 m/s
Fuerza neta ∥3,81 N
Energía mecánica19,44 J
Energía disipada0,00 J
Qué observar: la fuerza neta fija la aceleración, no la velocidad. Una fuerza neta positiva puede actuar mientras el bloque aún se mueve cuesta abajo.
Notas del modelo y actividad de predicción
La fuerza aplicada vence parcialmente al peso y al rozamiento. Compara el trabajo suministrado con el aumento de energía y la disipación.
Cambia los valores con los deslizadores, las flechas del teclado o las casillas numéricas. x positiva apunta cuesta arriba. El modelo usa el mismo μ como límite estático y como coeficiente cinético.
Cada interacción se identifica por su símbolo y color: coral, fuerza aplicada; azul, peso; verde agua, normal; ámbar, rozamiento; violeta, resultante paralela; cian discontinuo, velocidad. Todas las fuerzas comparten una escala lineal, fija durante el recorrido.
ΣF∥ = ma · Wneto = ΔEc
Ec,0 + Ep,0 + Wap = Ec + Ep + EdisLa normal no realiza trabajo mientras no haya desplazamiento perpendicular a la pista.
Ec,0 + Ep,0 + Wap = Ec + Ep + EdisLa normal no realiza trabajo mientras no haya desplazamiento perpendicular a la pista.
Predice el signo de a
Decide a partir del diagrama de fuerzas antes de animar.
CONEXIONES CLAVE
La misma física, vista desde tres ventanas.
Aceleración no es velocidad
El signo de ΣF indica cómo cambia v. No indica necesariamente hacia dónde se está moviendo el bloque en ese instante.
El rozamiento transforma
La energía mecánica que desaparece se contabiliza como energía disipada. Sin rozamiento ni aporte externo, Ec + Ep se conserva.
RECORRIDO DE AULA
De la predicción al balance.
Aísla el bloque
Traza todas las fuerzas y descompón peso y fuerza aplicada en ejes paralelo y perpendicular a la pista.
Encuentra el signo
Decide el signo de la resultante y de la aceleración antes de observar el movimiento.
Lee x, v y a
Localiza un instante donde velocidad y aceleración tengan signos opuestos y explica qué sucede con la rapidez.
Audita la energía
Compara ΔEc con el trabajo neto y explica cada julio mediante transferencia, almacenamiento o disipación.