La energía es uno de los conceptos más importantes de la ciencia. Hoy en día lo encontramos arraigado no sólo en las ramas de la ciencia, sino también en muchos aspectos de la sociedad.
Todos nosotros estamos muy familiarizados con la energía, la cual nos llega desde el Sol en forma de luz. La encontramos en nuestros alimentos y sustenta la vida. Hay energía en las personas, los lugares y las cosas, pero únicamente observamos sus efectos cuando algo está sucediendo: Sólo cuando se transfiere energía de un lugar a otro o cuando se convierte de una forma en otra.
Tratemos de encontrar ejemplos de cómo la utilizamos:
- La energía hidráulica puede utilizarse para hacer trabajar a una usina eléctrica.
- La energía eólica puede utilizarse para hacer trabajar a un molino.
- La energía eléctrica puede utilizarse para hacer trabajar a un electrodoméstico.
Como vemos, la palabra trabajo está íntimamente relacionada con la energía.
La energía mecánica
De todas las transformaciones o cambios que sufre la materia, por lo general, los que más interesan en este
capítulo de la física son los asociados a la posición y/o a la velocidad. En mecánica, se denomina energía mecánica a la suma de las energías cinética y potencial (de los diversos tipos).
Em = Ec + Ep
Energía Potencial y Cinética
La Energía potencial es aquella que se encuentra almacenada en espera de ser utilizada. Se llama así porque en ese estado tiene el ¨potencial¨ para realizar trabajo. Por ejemplo, un resorte estirado o comprimido tiene potencial para hacer trabajo, cuando se le da cuerda a un juguete se está almacenando energía. También la energía química de los combustibles es energía potencial. Cualquier sustancia capaz de realizar trabajo por medio de una reacción química posee energía potencial. Hay energía potencial en los combustibles fósiles (la nafta por ejemplo), en las pilas y en los alimentos que ingerimos.
Si se mantiene a una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema que han formado la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; y si a esa pelota se le aplica una fuerza y se la eleva a una altura mayor, la energía potencial del sistema también aumenta.
Cuanto más se eleve el objeto más energía potencial gravitatoria tendrá. Sin embargo, si una pelota de tenis y una pelota de cemento del doble de tamaño y se elevan hasta la misma altura, el trabajo que habrá que realizar en el segundo caso será mayor, y por lo tanto la pelota de cemento adquirirá mayor energía potencial que la de tenis. Esto indica que la energía la energía potencial gravitatoria depende también de su masa
Epg= m* g * h
La energía potencial gravitatoria de un cuerpo es mayor cuanto más alto está. Cuando el cuerpo asciende, la energía potencial aumenta su energía cinética disminuye
Epg= 70 Kg * 9,8 m/s * 1m
Epg= 4280 joule
Cuando se patea una pelota, se está realizando trabajo sobre ella para darle velocidad. La pelota en movimiento puede entonces golpear algún objeto y moverlo con lo cual hace trabajo sobre él.
La energía cinética de un objeto en movimiento es igual al trabajo necesario para darle esa velocidad, o el trabajo que el objeto puede realizar cuando se lo detiene.
Para que un cuerpo adquiera energía cinética (de movimiento), es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.
Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo. Por ejemplo, no producirá el mismo impacto una bolita de vidrio de 5 gramos de masa avanza hacia nosotros a una velocidad de 2km / h, que si con esa misma velocidad avanza hacia nosotros un camión.
Tanto la energía potencial como la energía cinética y la energía mecánica tienen la misma unidad que es el joule.
La energía cinética no solo depende de lo rápido que se mueve un objeto, sino también de la masa que lo constituye. Entonces:
Si dos cuerpos se mueven con la misma rapidéz, la energía cinética de cada uno es proporcional a su masa.
Si se trata de dos cuerpos de igual masa, la energía cinética es proporcional a la rapidez elevada al cuadrado.
Ec= 1/2 * M * V2
Ej si un atleta corre a 18 km/ h y su masa es de 70 Kg. ¿Cual es el valor de su energía cinética?
Ec = 1/2 * 70 Kg * 5m/s2
Ec= 35 kg * 25 m/s
Ec = 875 Joule
No hay comentarios.:
Publicar un comentario