ENERGÍA:
La energía es la capacidad para producir trabajo.
La unidad de la energía, al igual que la del trabajo también es
el Joule, que se representa con la
letra J.
La conservación de la
energía: La energía ni se crea ni se destruye, tan solo se transforma.
Esta idea de conservación de energía es válida siempre que no
haya ningún otro elemento que contribuya a que se pierda energía.
TIPOS DE ENERGÍA:
1. Energía cinética:
La
energía cinética es aquella que se genera cuando existe movimiento.
También debemos saber que:
EJEMPLO:
Calcula la energía cinética de un vehículo de 2000 Kg que
circula a 15 m/s2.
Para calcular la
energía cinética, aplicamos la fórmula de la energía cinética:
2. Energía potencial
gravitatoria: La energía potencial se genera cuando un objeto tiene altura.
Entonces:
La fórmula de la Energía potencial gravitatoria es la siguiente:
Pero además debemos saber que:
EJEMPLO:
Calcula La energía potencial gravitatoria de un objeto que se
encuentra a 8 metros de altura y que tiene una masa de 25 Kg.
Debemos aplicar la
fórmula de la energía potencial gravitatoria:
3. Energía potencial
elástica: La energía potencial elástica es la que se genera como consecuencia de la deformación de un
objeto. Entonces:
La fórmula de la energía potencial elástica es:
EJEMPLO:
Una masa comprime un muelle con una constante elástica de k =
500 N/m, 0,5 metros. ¿Cuál es su Energía potencial elástica?
4. Energía mecánica: La energía mecánica es
la suma de todas las energías que se dan en un objeto.
Si en un punto determinado, el objeto solo tiene un tipo de
energía (por ejemplo cinética) la energía mecánica será igual a la energía mecánica.
EJEMPLO DE EJERCICIO DE
ENERGÍAS:
Se deja caer un objeto de 2,5 Kg a 5 metros de altura, ¿con qué
velocidad llegará al suelo?
Hagamos un gráfico para
poder ver las energías que hay en cada parte del ejercicio.
Para encontrar la
velocidad del final, en primer lugar debemos encontrar la Energía del primer
momento:
En el primer momento
toda la energía mecánica es potencial, por tanto:
En el momento dos del
ejercicio, vemos que toda la energía es cinética, porque ya no hay altura.
Entonces aquí la energía mecánica será toda cinética.
Además sabemos que la
energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma, entonces sabemos que la
energía mecánica del momento inicial tiene que ser igual a la final, entonces:
ENERGIAS CONSERVATIVAS
Y NO CONSERVATIVAS:
Las fuerzas son conservativas
si el trabajo de ésta es el mismo en un primer momento y en un segundo.
El peso y la fuerza que ejerce un muelle son fuerzas conservativas.
Las fuerzas son no
conservativas si el trabajo de éstas es diferente en dos momentos.
Consideramos la fuerza de rozamiento una fuerza no conservativa.
Cuando existe fuerza de rozamiento en un sistema, se cumple la
siguiente condición:
EJEMPLO:
Tiramos un objeto de 4 Kg rodando por el suelo a una velocidad
de 4 m/s. Antes de pararse recorre 25 metros. Calcula el valor de la fuerza de
rozamiento con el suelo.
En un primer momento,
el objeto tiene fuerza cinética, así que la calculamos:
Como al final el objeto
está parado, al final no hay energía. Por tanto, el incremento de energía será
el siguiente:
Ahora encontraremos el
valor de la fuerza de rozamiento sabiendo que:
Y también sabiendo que:
Entonces:
El ángulo de la fuerza
de rozamiento es contrario al movimiento y por tanto si consideramos que el
ángulo del movimiento es 0, el de la fuerza de rozamiento es 180º.
Entonces aplicamos la
fórmula para encontrar la fuerza de rozamiento:
No hay comentarios:
Publicar un comentario