La palabra energía, en la vida cotidiana,
aparece muchas veces asociada al mundo de las máquinas construidas por la
humanidad, es decir, al mundo de lo artificial. Por ejemplo, si los
electrodomésticos de la casa no “reciben” energía de alguna fuente (el toma
corriente o las pilas), no funcionan, no realizan su trabajo. Pero en realidad,
la idea de energía no se encuentra solo en los artefactos, también está
involucrada en todos los fenómenos del mundo natural.
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
mecánica: cinética y potencial.
La energía mecánica es la energía que se debe a la
posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías
potencial y cinética de un sistema mecánico. Expresa la capacidad que poseen
los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
A la suma de la energía cinética y la
energía potencial (elástica o gravitatoria), la denominamos energía mecánica.
Emecánica = EC + EP
El valor que se asigna a la energía es
relativo. En el caso de la energía cinética depende del sistema de referencia.
En el caso de la energía potencial solo tiene sentido como diferencia, es
decir, depende del nivel de altura considerado.
La energía cinética. Los cuerpos pueden realizar un trabajo por el hecho
de estar en movimiento, es decir, los cuerpos en movimiento tienen energía.
Esta forma de energía mecánica se llama energía cinética (EC).
Cuando un cuerpo está en movimiento,
tiene una cierta velocidad. Sabemos que, para pasar del estado de reposo a
movimiento, hay que aplicar una fuerza, que cuando se multiplica por el
desplazamiento del cuerpo es igual al trabajo que realiza.
El valor de la energía cinética se
obtiene con la siguiente fórmula:
El producto de la masa (m) de una
partícula por el cuadrado de la velocidad (v)
La energía potencial. La capacidad de un cuerpo de producir trabajo por
el hecho de estar a una cierta altura se llama energía potencial gravitatoria,
o más sencillamente, energía potencial (EP).
El valor de la energía potencial
gravitatoria se obtiene con la siguiente fórmula:
Siendo (m) la masa del cuerpo y (g) la
aceleración de la gravedad, (h) la altura.
Transformaciones
de la energía cinética y potencial.
Ejemplos:
-Dejar caer un objeto. Cuando dejamos
caer un objeto al piso, inicialmente hay energía potencial en una mano,
mientras va cayendo el objeto, ésta energía se transforma en cinética.
-Lanzar un objeto. Cuando lanzamos un
objeto hacia arriba, inicialmente por su velocidad, el objeto lleva energía
cinética, e irá ganando altura (energía potencial) mientras va perdiendo
velocidad (energía cinética).
-Las montañas rusas. Una vez que
ascienden para luego dejarse caer e iniciar su recorrido, utilizan la
conservación de la energía para funcionar. Cuando se encuentra en a cierta
altura, tiene energía potencial. Cuando desciende, ésta se transforma en
energía cinética, la cual es quien le permite volver ascender para luego
descender, así se forma un ciclo de transformación de la energía en potencial y
cinética sucesivamente. Esto permite que las montañas rusas puedan funcionar
sin ninguna ayudar mecánica externa, sino hacerlo solo con la utilización de
las leyes de la física.
-Un
hombre en patineta. La patineta usará energía cinética para subir por la
pendiente de la rampa hasta la cima. Cuando la patineta llegue al punto más
alto, tendrá energía potencial que convertirá nuevamente en energía cinética
cuando comience a deslizarse cuesta abajo.
Principio
de la conservación de 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.
En el caso de la energía mecánica se
puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún
trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este
fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía
mecánica.
Referencias Bibliográficas
http://ciencias2tec80.blogspot.mx/2011/11/la-energia-cinetica-y.html#comment-form
http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/energia-mecanica.html?x=20070924klpcnafyq_266.Kes&ap=2
http://fisicadiaria.wordpress.com/2010/12/07/%C2%BFcomo-funcionan-las-montanas-rusas/
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/conservacion.htm
