I La energía mecánica.
La energía es una magnitud física que se muestra
en múltiples manifestaciones. Definida como la capacidad de realizar trabajo y
relacionada con el calor (transferencia de energía), se percibe
fundamentalmente en forma de energía cinética, asociada al movimiento, y
potencial, que depende sólo de la posición o el estado del sistema involucrado.
La energía mecánica es la parte de la física que estudia el
equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.
Hace referencia a las energías cinética y potencial.
II Energía cinética.
El trabajo realizado por fuerzas que ejercen su
acción sobre un cuerpo o sistema en movimiento se expresa como la variación de
una cantidad llamada energía cinética, cuya fórmula viene dada por:
Ec =
½ m . v2
Concepto de Energía Cinética
La energía cinética es energía del
movimiento. La energía cinética de un objeto, es la energía que posee como
consecuencia de su movimiento.
Energía Cinética
La energía cinética (siglas en inglés K.E.) es la energía del
movimiento. La energía cinética de un objeto es la energía que posee a
consecuencia de su movimiento. La energía cinética* de un punto material m
está dada por
La energía cinética es una expresión del hecho de que un
objeto en movimiento, puede realizar un trabajo sobre
cualquier cosa que golpee; cuantifica la cantidad de trabajo que el objeto
podría realizar como resultado de su movimiento. La energía mecánica total de
un objeto es la suma de su energía cinética y su energía
potencial.
Para un objeto de tamaño finito, esta energía cinética se
llama la energía cinética de traslación de la masa, para distinguirlo de
cualquier energía
cinética rotacionalque puede poseer. La energía cinética total de una masa,
se puede expresar como la suma de la energía cinética de traslación de su centro de masa,
más la energía cinética de rotación alrededor de su centro de masa.
*Se supone que la velocidad es mucho menor que la velocidad
de la luz. Si la velocidad es comparable a c, se debe usar la expresión de
la energía
cinética relativista.
III Energía potencial.
Se define como la energía determinada por la posición de los
cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la
ecuación:
Ep =
m . g . h = P . h
Con lo cual un cuerpo de masa m situado a
una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta
por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta
energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se
la llama energía potencial gravitatoria.
Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.
Química: la que posee un combustible, capaz de liberar
calor.
Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de
encender una lámpara.
En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías
como por ejemplo la piedra que cae desde un edificio: tiene energía potencial
porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos la irá perdiendo
(disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad,
que cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad.
Las energías cinética y potencial se transforman
entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en determinadas condiciones
permanece constante.
IV Transformación de la energía.
La Energía se encuentra en constante transformación,
pasando de unas formas a otras. La energía siempre pasa de formas más útiles a
formas menos útiles. Por ejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas
fundidas puede transformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de
calor; las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía
mecánica; se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía
química; etc.
La Energía se encuentra en constante transformación, pasando
de unas formas a otras. La energía siempre pasa de formas más útiles a formas
menos útiles. Por ejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas
fundidas puede transformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de
calor; las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica;
se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química;
etc.
Por ejemplo, cuando la electricidad pasa por el alambre que forma la
resistencia eléctrica de una estufa, produce calor y luz.
En el caso de una estufa a combustible –por ejemplo gas o kerosene que arden
dentro del artefacto-, el resultado es el mismo, calor y luz, aunque aquí la
fuente sea la energía química del combustible.
En el caso de un vehículo que se está moviendo, y de pronto choca contra algo y
así se detiene, su energía cinética se ha transformado en el trabajo de
deformar su carrocería y el objeto contra el cual se estrelló, fenómeno que
además produce un calentamiento de ella y un fuerte ruido; he aquí que el
sonido también es energía, aunque sea una parte ínfima de las energías puestas
en juego en el choque.
Hidráulica a motriz: hidroeléctrica
Motriz a eléctrica: hidroeléctrica
Motriz a mecánica: motor
Eléctrica a motriz: motor
Eólica a mecánica: molino
Química a cinética: globo aerostático
Eléctrica a magnética: electroimán
Química a atómica: fisión nuclear
Química a motriz: caldera
Química a calórica: combustión del petróleo
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni
se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas
transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía
total es la misma antes y después de cada transformación.
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