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    Santiago

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    Energía cinética y energía potencial

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    ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL

    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.

    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:

    El producto de la masa m de una partícula por el cuadrado de la velocidad v se denomina también fuerza viva, por lo que la expresión anterior se conoce como teorema de la energía cinética o de las Fuerzas Vivas.

    Energía potencial gravitatoria

    Todo cuerpo sometido a la acción de un campo gravitatorio posee una energía potencial gravitatoria, que depende sólo de la posición del cuerpo y que puede transformarse fácilmente en energía cinética.

    Un ejemplo clásico de energía potencial gravitatoria es un cuerpo situado a una cierta altura h sobre la superficie terrestre. El valor de la energía potencial gravitatoria vendría entonces dado por:

    siendo m la masa del cuerpo y g la aceleración de la gravedad.

    Si se deja caer el cuerpo, adquiere velocidad y, con ello, energía cinética, al tiempo que va perdiendo altura y su energía potencial gravitatoria disminuye.

    Energía potencial elástica

    Otra forma común de energía potencial es la que posee un muelle cuando se comprime. Esta energía potencial elástica tiene un valor igual a:

    donde x es la posición del extremo del muelle y k una constante de proporcionalidad. Al soltar el muelle, se libera energía potencial elástica, al tiempo que el extremo del muelle adquiere velocidad (y, también, energía cinética).

    Al comprimir un muelle, se realiza un trabajo que se acumula como una energía potencial elástica.

    Energía mecánica

    En los procesos físicos, la energía suele almacenarse en los cuerpos en forma combinada de tipo cinético y potencial. Esta suma de energías se denomina energía mecánica, y se escribe genéricamente como:

    Fuerzas que intervienen en un cuerpo lanzado hacia arriba: una genera movimiento (energía cinética) y la otra, el peso, va acumulando energía potencial gravitatoria hasta el punto más elevado de la trayectoria.

    Conservación de la energía mecánica

    Uno de los principios básicos de la física sostiene que la energía no se crea ni se destruye, sino que sólo se transforma de unos estados a otros. Este principio se extiende también a la energía mecánica. Así, en un sistema aislado, la suma de energías cinética y potencial entre dos instantes de tiempo se mantiene constante.

    De este modo, la energía cinética se transforma en potencial, y a la inversa, pero la suma de ambas siempre se conserva (cuando el sistema está aislado y no se aplican fuerzas disipativas).

    Potencia mecánica

    La energía transferida (o el trabajo realizado) por unidad de tiempo bajo la acción de una fuerza se denomina potencia mecánica, y se expresa como:

    Si se considera la definición de trabajo (ver t11), se tiene que:

    La unidad de potencia en el Sistema Internacional es el vatio (símbolo W), equivalente a un julio dividido por un segundo (1 W = 1 J / 1 s).

    fuente : www.hiru.eus

    Diferencia entre energía cinética y energía potencial (con ejemplos)

    La energía cinética es la energía asociada con el movimiento y la energía potencial es la energía asociada con la posición en un sistema. Energía, en...

    Energía cinética y potencial

    La energía cinética es la energía asociada con el movimiento y la energía potencial es la energía asociada con la posición en un sistema. Energía, en general, es la capacidad para realizar un trabajo.

    Tanto la energía cinética como la potencial representan los dos tipos fundamentales de energía existente. Cualquier otra energía es una diferente versión de energía cinética o potencial o una combinación de ambas. Por ejemplo, la energía mecánica es la combinación de energía cinética y potencial.

    Energía cinética Energía potencial

    Definición Energía asociada con el movimiento. Energía asociada con la posición en un sistema.

    Unidades SI Joule, 1J = kg.m2/s2 Joule, 1J = kg.m2/s2

    Fórmula Ek= ½ m. v2

    EP=m.g.h (gravitacional)

    Eel=½ k.x2 (elástica)

    Etimología Del griego kinetikos: poner en movimiento. Del latín potis: capaz, posible.

    Tipos Eólica Térmica Gravitacional Elástica Eléctrica Química

    Dependencia Cantidad de masa y velocidad. Cantidad de masa y altura (gravitacional).

    ¿Qué es energía cinética?

    La energía cinética es el tipo de energía que está asociada con el movimiento. Cualquier cosa que se esté moviendo posee energía cinética.

    En el sistema internacional (SI), la unidad de energía cinética es el jouje (J), la misma que la del trabajo. Un joule corresponde a 1 kg.m2/s2.

    Fórmula para calcular la energía cinética

    La energía cinética (Ek) puede calcularse empleando la fórmula:

    Ek= ½ m. v2,

    donde:

    m corresponde a la masa del objeto yv a la velocidad del objeto.

    De esta fórmula podemos deducir que la energía cinética depende de la cantidad de masa y de la velocidad. Así, un automóvil a la misma velocidad que un camión tiene menos energía cinética. Por otra parte, un automóvil a 80 km/h tiene más energía cinética que uno a 40 km/h.

    Ejemplos de energía cinética

    En la vida diaria existen muchos ejemplos de la utilización de energía cinética.

    El boliche

    La bola de boliche tiene una energía cinética mientras se mueve.

    El juego del boliche, donde una persona lanza una bola entre 3 y 7 kg con la finalidad de tumbar 10 pinos, se basa en la energía cinética que lleva la bola, que depende de su masa y de velocidad que lleva.

    El viento

    El viento no es más que aire en movimiento. La energía cinética por el movimiento del aire se puede transformar en energía eléctrica por medio de las turbinas eólicas.

    La energía térmica

    La energía térmica es energía cinética asociada con el movimiento microscópico de las partículas en el sistema. Cuando calentamos agua o cualquier otro objeto, estamos aumentando la energía cinética por transferencia de calor.

    ¿Qué es energía potencial?

    La energía potencial es el tipo de energía que esta asociada a la posición relativa dentro de un sistema, es decir, la posición de un objeto con respecto a otro. Dos magnetos separados tienen energía potencial entre sí.

    En el SI, la unidad de energía potencial es el jouje (J), al igual que la energía cinética. Un joule corresponde a 1 kg.m2/s2.

    Formulas para calcular la energía potencial

    La energía potencial gravitacional es la energía debida a la posición del objeto con respecto a la superficie de la Tierra:

    EPg= m.g.h,

    donde:

    m es la masa del objeto (kilogramos),g es la constante de aceleración gravitacional de la Tierra (igual a 9,8 m/s2) yh es la distancia (altura en metros) entre la Tierra y el objeto.

    La energía gravitacional depende de la masa del objeto y de la altura a la que se encuentra el objeto con respecto a un nivel de referencia.

    La fórmula para la energía potencial elástica es igual a:

    Eel=½ kx2

    donde:

    k es la constante de fuerza del resorte yx es la medida del desplazamiento del resorte de un punto inicial hasta el punto final.

    Cuando la distancia es cero, es decir, el resorte no se ha estirado, la energía potencial elástica es igual a 0.

    Ejemplos de energía potencial

    Dentro de las fuentes que usamos para obtener energía, muchas dependen de la energía potencial. Veamos.

    La energía almacenada en las represas

    Las represas hidroeléctricas almacenan energía potencial gravitacional para generar energía eléctrica.

    El agua almacenada en reservorios elevados, por ejemplo en las represas, posee una energía potencial gravitacional. El agua al caer, transforma su energía potencial en energía cinética, capaz de realizar un trabajo en las turbinas que se encuentran en el fondo de la represa. Estas turbinas, generan electricidad que se distribuye a la red de distribución eléctrica de pueblos y ciudades.

    Resortes

    Cuando un resorte es estirado o comprimido, almacena una cantidad de energía en forma de energía potencial elástica. Cuando se libera el resorte, la energía potencial almacenada se transforma en energía cinética.

    fuente : www.diferenciador.com

    Energía mecánica

    Energía mecánica

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    La energía mecánica de un cuerpo o de un sistema físico es la suma de su energía cinética y la energía potencial. Se trata de una magnitud escalar relacionada con el movimiento de los cuerpos y con las fuerzas de origen mecánico, como son la fuerza gravitatoria y la de origen elástico, cuyo principal exponente es la ley de Hooke. Ambas son fuerzas conservativas. La energía mecánica asociada al movimiento de un cuerpo es la energía cinética, que depende de su masa y de su velocidad. En cambio, la energía mecánica de origen potencial o energía potencial, tiene su origen en las fuerzas conservativas, proviene del trabajo realizado por estas y depende de su masa y de su posición. El principio de conservación de la energía relaciona ambas energías y expresa que la suma de ambas energías, la energía potencial y la energía cinética de un cuerpo o un sistema físico, permanece constante. Dicha suma se conoce como la energía mecánica del cuerpo o del sistema físico.

    Sin embargo, en los sistemas reales, las fuerzas no conservativas, como las fuerzas de fricción, están presentes y no se verifica la conservación de la energía mecánica de manera rigurosa. No obstante, si la magnitud de las fuerzas de fricción es despreciable con relación a las fuerzas de origen conservativo, la energía mecánica del cuerpo se modifica poco y su conservación se aplica como buena aproximación. Cuando las materias apreciables se multiplican debe aplicarse un principio de conservación de energía más general, donde se incluya el trabajo debido a las fuerzas de fricción. En el cálculo de la energía mecánica de un sistema físico o en la aplicación del principio de conservación de la energía, es determinante conocer el tipo de fuerzas, conservativas o no conservativas, a las que está sujeto el sistema físico, así como el entorno en el que se aplican.

    Índice

    1 Introducción

    2 Principio de conservación de la energía

    3 Trabajo 4 Potencia 5 Energía cinética

    5.1 Teorema de la energía cinética

    5.2 Energía cinética

    5.2.1 Traslación 5.2.2 Rotación

    5.3 Energía potencial

    5.3.1 Energía potencial gravitatoria

    5.3.2 Energía potencial gravitatoria en las proximidades de la superficie terrestre

    5.3.3 Energía potencial elástica

    5.4 Otras formas de energía

    6 Pérdida de la energía mecánica

    6.1 Calor

    6.1.1 Trabajo de las fuerzas no conservativas

    6.2 Fuerzas de fricción

    6.2.1 Trabajo de la fuerza de rozamiento

    6.2.2 Fricción entre sólidos

    6.2.2.1 Ley de conservación de la energía cuando aparecen fuerzas de fricción

    7 Otras consideraciones del principio de conservación de la energía

    7.1 Energía en el movimiento de los fluidos

    7.1.1 La ecuación de Bernoulli

    7.2 Primer principio de la termodinámica

    7.3 Energía en los movimientos vibratorios

    7.3.1 Energía en el movimiento armónico simple

    7.3.2 Energía en las oscilaciones amortiguadas. Pérdida de energía por fricción

    8 Tecnologías asociadas a la energía mecánica

    9 Véase también 10 Referencias 11 Bibliografía 12 Enlaces externos

    Introducción[editar]

    Los humanos han sabido aprovechar la energía mecánica desde tiempos muy tempranos y en muy diversas aplicaciones, comenzando por los inventos de los griegos con las poleas y engranajes o con las máquinas de guerra fenicias y romanas. En el caso de las catapultas romanas, el trabajo de compresión del brazo de la catapulta permite almacenar en la máquina una energía en forma de energía potencial. La mayor parte de esta energía se transmite luego al proyectil que sale disparado con una energía debida al movimiento, la energía cinética. Pero también parte de la energía se transmite al movimiento del brazo de la palanca y al desplazamiento de la honda (ambas en forma de energía cinética) y la otra parte se utiliza en la fricción de las cuerdas y en los engranajes que se calientan.

    Un péndulo simple demostrando la conservación de la energía mecánica entre la energía potencial gravitacional y la energía cinética

    La energía es una magnitud escalar que representa una integral primera del movimiento y como tal, más fácil de utilizar que la propia fuerza que actúa sobre un móvil. Es un concepto que aparece en todos los campos de la física (mecánica, electromagnetismo, ondas, etc.) y de la tecnología, sin embargo se expresa de manera diferente en cada uno de ellos según su aplicación concreta. El concepto de energía en la física está directamente relacionado con otras dos magnitudes físicas el trabajo y el calor que intercambian energía con el sistema físico.

    La energía satisface un principio de conservación importante de modo que en cualquier proceso físico se conserva. Por ello, el balance de energía antes de realizar un proceso es el mismo que una vez finalizado este (Principio de conservación de la energía en su sentido más general, incluyendo las fuerzas de rozamiento).

    La energía mecánica tiene dos contribuciones básicas, la relacionada con el movimiento y con las fuerzas de origen mecánico. La energía asociada al movimiento de un cuerpo es la energía cinética, que depende de su masa y de su velocidad.

    fuente : es.wikipedia.org

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    Santiago 14 day ago
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