ASIGNATURA:
Física mecánica l GRADO: ONCE. Febrero /2020.
UNIDAD DE APRENDIZAJE: Cinemática
ACTIVIDADES:
ENERGIA MECANICA.
Docente: FABIO
ZAPATA TORRES
Alumno:________________________________________________
Lectura: ENERGÍA
CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL
ENERGÍA CINÉTICA:
La energía cinética es aquella que poseen los cuerpos en movimiento. Todo cuerpo en movimiento puede transmitir ese movimiento a otros cuerpos que se encuentran en reposo. Es decir, que puede transferir energía y efectuar un trabajo. Por ejemplo, las aspas de un molino, que han sido puestas en movimiento por la fuerza del viento, son capaces a su vez de desplazar la rueda del molino
La energía cinética que tiene un cuerpo
en un momento determinado depende de la masa de dicho cuerpo y
de la velocidad con la que se mueve.
Entre más masa posea el cuerpo que se
mueve, mayor será su energía cinética. Así, una bola de bolos posee más energía
cinética que una bola semejante hecha de icopor. Si lanzáramos esta última
contra unos pines, no lograríamos tumbar tantos como lo haríamos con la
primera.
Entre más velocidad posea el cuerpo
que se mueve, mayor será su energía cinética. Así, un camión que se mueve a
gran velocidad tiene mucha más energía cinética que un camión que apenas se
desplaza.
Podemos calcular la energía cinética
de un cuerpo con ayuda de la siguiente ecuación matemática:
En donde:
Ec es la energía cinética, expresada en julios (J).
m es la masa, expresada en kilogramos (kg).
v es la velocidad, expresada en metros por segundo (m/s).
Ec es la energía cinética, expresada en julios (J).
m es la masa, expresada en kilogramos (kg).
v es la velocidad, expresada en metros por segundo (m/s).
ENERGÍA POTENCIAL
No sólo los cuerpos que se están moviendo pueden producir trabajo.
No sólo los cuerpos que se están moviendo pueden producir trabajo.
También los cuerpos que están en
reposo pueden hacerlo. La energía potencial es aquella que poseen los cuerpos
en reposo capaces de realizar un trabajo. Así, un bulto de arena tiene la
capacidad de producir un trabajo al caer desde una altura de 5m (por ejemplo,
puede levantar del suelo otro bulto de arena con el cual está conectado por
medio de una polea). Por esto decimos que la energía potencial es la energía
que posee un cuerpo debido a su posición (con respecto al suelo o a otro cuerpo
tomado como referencia), a su forma, al material del cual está hecho, etc.
Si consideramos la energía que tiene
un cuerpo debido a su posición respecto a la superficie terrestre, ésta recibe
el nombre de energía potencial gravitatoria.
En las inmediaciones de la Tierra, la
energía potencial que tiene un cuerpo en un momento determinado depende de la
masa de dicho cuerpo y de su altura respecto a la superficie del planeta.
·
A
mayor altura mayor energía potencial. Por ejemplo, una roca de gran tamaño,
situada a una altura de 100 metros tiene mucha más energía potencial que la
misma roca situada a 50 metros de altura.
·
A
mayor cantidad de masa mayor energía potencial. Por ejemplo, una roca de 30
kilogramos de masa situada a 50 metros de altura tiene más energía potencial
que una pelota de 100 gramos de masa situada a la misma altura.
Podernos calcular la energía
potencial gravitatoria con ayuda de la siguiente ecuación matemática:
Ep =
m g h
En donde:
Ep es la energía potencial gravitatoria del cuerpo, expresada en julios (J).
m es la masa del cuerpo, expresada en kilogramos (kg).
g es la aceleración de la gravedad, expresada en metros por segundo al cuadrado (m/s2). Su valor en la Tierra es de 9,8 m/s2.
h es la altura a la cual se encuentra el cuerpo, expresada en metros.
Ep es la energía potencial gravitatoria del cuerpo, expresada en julios (J).
m es la masa del cuerpo, expresada en kilogramos (kg).
g es la aceleración de la gravedad, expresada en metros por segundo al cuadrado (m/s2). Su valor en la Tierra es de 9,8 m/s2.
h es la altura a la cual se encuentra el cuerpo, expresada en metros.
ENERGÍA MECÁNICA
La energía mecánica es el resultado de la combinación de la energía cinética y la energía potencial. Por ejemplo, la energía mecánica que posee un bulto de arena que está cayendo al suelo es la suma de la energía debida a su movimiento más la energía debida a su posición en ese momento.
La energía mecánica es el resultado de la combinación de la energía cinética y la energía potencial. Por ejemplo, la energía mecánica que posee un bulto de arena que está cayendo al suelo es la suma de la energía debida a su movimiento más la energía debida a su posición en ese momento.
Energía
mecánica (E) = Energía cinética (Ec) + Energía potencial (Ep)
Ten en cuenta que:
·
A
medida que la energía cinética aumenta, la energía potencial disminuye.
·
A
medida que la energía potencial aumenta, la energía cinética disminuye.
·
A
pesar de que se den estas variaciones, la energía mecánica permanece constante.
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
La cantidad total de energía que interviene en todos los fenómenos del universo no aumenta ni disminuye, independientemente de cómo, cuándo y dónde ocurran dichos fenómenos. Sin embargo, aunque la cantidad total de energía no varia, la energía se transforma constantemente de unas formas en otras, lo que significa que, si un cuerpo pierde cierta cantidad de energía, necesariamente hay otro cuerpo que gana la misma cantidad de energía. Dicho de otro modo, la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Este enunciado constituye una ley conocida como principio de conservación de la energía.
La cantidad total de energía que interviene en todos los fenómenos del universo no aumenta ni disminuye, independientemente de cómo, cuándo y dónde ocurran dichos fenómenos. Sin embargo, aunque la cantidad total de energía no varia, la energía se transforma constantemente de unas formas en otras, lo que significa que, si un cuerpo pierde cierta cantidad de energía, necesariamente hay otro cuerpo que gana la misma cantidad de energía. Dicho de otro modo, la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Este enunciado constituye una ley conocida como principio de conservación de la energía.
En el universo ocurren una multitud
de cambios y transformaciones de la energía. Dos casos particulares de estas
transformaciones son:
La energía mecánica puede
transformarse en calor. Cuando
frotamos nuestras manos una contra otra, observamos que éstas se calientan.
Esto se debe a que parte de la energía mecánica que se produce con el
movimiento de los cuerpos se transforma en calor
El calor puede transformarse en
energía mecánica. El
calor es una forma de energía, si calentamos agua en un recipiente cerrado con
un tapón, al cabo de cierto tiempo dicho tapón salta. Esto se debe a que el
calor que se le ha suministrado al agua hace que sus moléculas comiencen a
moverse rápidamente, convirtiéndose en vapor. La energía mecánica del vapor es
la que empuja el tapón.
Cierto tipo de máquinas,
llamadas máquinas térmicas, aprovechan este fenómeno para
transformar el calor en otros tipos de energía.
Así funcionan la máquina de vapor y
la turbina de vapor
