La energia y el movimiento

La energía y el movimiento

Energía Mecánica: La Energía mecánica es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. Puede ser de dos tipos: Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica)

 

Energía Cinética y Potencial.

La energía mecánica es la suma de la energía Potencial y la Cinética. La energía potencial está vinculada a la posición de los cuerpos. Depende de la altura, como se demuestra en la siguiente fórmula:

Ep = m.g.h

La energía potencial es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la altura a la que se encuentra desde un centro de referencia. Por ejemplo, desde el suelo.

La energía cinética de un cuerpo está determinada por la velocidad que tenga este y su masa. La fórmula es:

Ec = ½.m.v²

La energía cinética es igual a un medio del producto entre la masa y el cuadrado de la velocidad.

Por otra parte como se ha mencionado, la energía mecánica es la suma entre la energía potencial y cinética.

EM = Ep + Ec

Este valor siempre es constante en sistemas conservativos, es decir donde hay ausencia de fuerzas externas como podrían ser las fuerzas de rozamiento.
Por lo tanto, si la energía potencial disminuye, la energía cinética aumentara. De la misma manera si la cinética disminuye, la energía potencial aumentara.

La unidad más usada de energía es el joule (J).

TRANSFORMACIONES DE LA  ENERGIA CINETICA Y POTENCIAL

Cuando el objeto esta en reposo, no tiene energía cinética,
pero si contiene energía potencial. Cuando se pone en movimiento, es decir, baja, su energía potencial disminuye conforme aumenta la energía cinética. Al perder fuerza toda la energía se vuelve potencial de
nuevo. Esto comprueba que la gravedad influye enormemente en la energía potencial y cinética.

Hemos concluido que todo cuerpo en movimiento posee energía cinética y que la masa y la velocidad son determinantes para calcular la energía cinética. Además, que todo tipo de energía pueden transformarse en otra, en nuestro experimento, se comprueba que de energía mecánica (motor), pasa energía eléctrica (pila) y pasa a energía cinética.

Principio de la conservación de la energía.

El principio de la conservación de la energía establece que el valor de la energía en un sistema sobre el cual no interactúa ningún otro no varía con el tiempo. Aplicando este principio a los sistemas termodinámicos se puede extraer la consecuencia de que el aumento de la cantidad de energía térmica en un sistema es igual a la suma del incremento de la energía interna del sistema y el trabajo.

A mediados del siglo XIX se realizaron los experimentos que demostraron la relación entre el calor y el trabajo. James Joule publicó en 1850 la obra El equivalente mecánico del calor, explicando los experimentos que llevó a cabo y que le permitieron demostrar que la energía producida por el trabajo tiene calor como resultado y puede medirse: existe una relación de equivalencia entre trabajo y calor. La energía suministrada como trabajo se transforma en otro tipo de energía, en calor.

Para sus pruebas ideó un aparato que consistía en un recipiente hermético con un eje rotatorio con ocho paletas que agitaban un líquido. El eje estaba conectado con poleas a dos pesos conocidos. Al dejar caer los pesos, el eje giraba y movía las palas que, a su vez, agitaban el líquido del recipiente. Tras repetir veinte veces el mismo experimento, las conclusiones fueron:

1) El calor producido por la fricción es proporcional a la cantidad de trabajo mecánico existente
2) Es necesaria una fuerza mecánica equivalente a la caída de 772 libras desde la altura de un pie para aumentar en 1ºF la temperatura de una libra de agua