Energía mecánica: trabajo y potenciaMechanical energy: work and power

Official (MINEDUC)

Describir el movimiento de un objeto, usando la ley de conservación de la energía mecánica y los conceptos de trabajo y potencia mecánica.

Describe the motion of an object using the law of conservation of mechanical energy and the concepts of mechanical work and power.

Suggested indicators

1. Definen trabajo mecánico (W = F·d·cos θ) y lo calculan en situaciones con fuerza constante y ángulo.
2. Distinguen energía cinética (E_c = ½ m v²) y energía potencial gravitatoria (E_p = m g h) y sus transformaciones.
3. Aplican el principio de conservación de la energía mecánica (E_m = E_c + E_p = cte. sin roce disipativo) para describir caída libre, planos inclinados y péndulos.
4. Explican la disipación de energía por roce y deformación y su relación con energía térmica.
5. Definen y calculan potencia mecánica (P = W/t) y la interpretan en contextos cotidianos (motores, ascenso de carga, deportistas).
6. Diseñan experiencias o analizan datos para verificar conservación de energía y discuten validez del modelo ideal vs. real.

1. Define mechanical work (W = F·d·cos θ) and compute it for constant forces at an angle.
2. Distinguish kinetic (E_c = ½ m v²) and gravitational potential energy (E_p = m g h) and their transformations.
3. Apply conservation of mechanical energy (constant when no dissipative friction) to free fall, inclined planes and pendulums.
4. Explain energy dissipation by friction and deformation and its relation to thermal energy.
5. Define and compute mechanical power (P = W/t) and interpret it in everyday contexts (motors, lifting loads, athletes).
6. Design experiments or analyze data to verify energy conservation and discuss ideal versus real models.

fórmula clavekey formula

Prerequisite gaps

• Despeje algebraico y manipulación de fórmulas

  Algebraic rearrangement & formula manipulation

  Se "sabe" F=ma pero no se puede despejar a, t o x₀ sin ayuda: se pierde el ½, se confunde dividir con restar, se reparten mal los signos. Bloquea todas las unidades cuantitativas.

  You "know" F=ma but can’t solve for a, t or x₀ unaided: the ½ gets lost, division gets confused with subtraction, signs get mis-distributed. Blocks every quantitative unit.

  1–2 semanas (30–45 min/día) · crítico

  1–2 weeks (30–45 min/day) · crítico

• Gráficos posición-tiempo y velocidad-tiempo

  Position-time & velocity-time graphs

  El gráfico x-t se lee como "foto del camino" en vez de relación funcional: pendiente ≠ velocidad, área bajo v-t ≠ desplazamiento. Raíz: f(x)=mx+b aprendida en abstracto, nunca conectada con x(t)=x₀+v·t.

  The x-t graph gets read as a "picture of the path" instead of a functional relation: slope ≠ velocity, area under v-t ≠ displacement. Root cause: f(x)=mx+b taught abstractly, never connected to x(t)=x₀+v·t.

  1–2 semanas · crítico

  1–2 weeks · crítico

• Unidades, dimensiones y conversiones

  Units, dimensions & conversions

  km/h mezclado con m/s (error factor 3,6), gramos en F=ma esperando kg, peso (N) confundido con masa (kg), °C sin +273,15. El tipo de error más penalizado en toda evaluación.

  km/h mixed with m/s (factor-3.6 error), grams fed into F=ma expecting kg, weight (N) confused with mass (kg), °C without +273.15. The most penalized error type across all evaluations.

  3–5 días intensivos · crítico

  3–5 intensive days · crítico

• Proporcionalidad y razonamiento con leyes

  Proportionality & law-based reasoning

  No se reconocen relaciones directa (F=ma), cuadrática (E_c=½mv²: doble velocidad → cuádruple energía) ni inversa (a=F/m); no se puede predecir sin calcular.

  Direct (F=ma), quadratic (E_c=½mv²: double speed → quadruple energy) and inverse (a=F/m) relationships go unrecognized; can’t predict without calculating.

  1 semana · importante

  1 week · importante

• Concepto de energía

  Energy concept

  Calor confundido con temperatura ("este objeto tiene mucho calor"); la energía se "gasta" y desaparece; no se distingue E_c (∝v²) de E_p (∝h, ∝x²); se conserva la mecánica aun con roce.

  Heat confused with temperature ("this object has a lot of heat"); energy gets "used up"; kinetic (∝v²) not distinguished from potential (∝h, ∝x²); mechanical energy assumed conserved even with friction.

  1–2 semanas · importante

  1–2 weeks · importante