ENERGIA CINETICA

 

 

 

La Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: El viento al mover las aspas de un molino.
La energía cinética, Ec, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg) y la velocidad, v, en metros/segundo (m/s).

 

La energía cinética es la energía

que un objeto posee debido a su movimiento.  La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

E = (1/2)mv

2

donde m es la masa del objeto y v

² la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación

E = (ma)d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética

 

 

 

ENERGIA IALPOTENC

Todo cuerpo que se ubicado a cierta altura del suelo posee energía potencial.

Esta afirmación se comprueba cuando un objeto cae al suelo, siendo capaz de mover o deformar objetos que se encuentren a su paso. El movimiento o deformación será tanto mayor cuanto mayor sea al altura desde la cual cae el objeto.

.

Otra forma de energía potencial es la que está almacenada en los alimentos, bajo la forma de energía química. Cuando estos alimentos son procesados por nuestro organismo, liberan la energía que tenían almacenada.

 

Para una misma altura, la energía del cuerpo dependerá de su masa. Aplicando una fuerza, esta energía puede ser transferida de un cuerpo a otro y aparecer como energía cinética o de deformación.

 Sin embargo, mientras el cuerpo no descienda, la energía no se manifiesta: es energía potencial.

 

Todos los cuerpos tienen energía potencial que será tanto mayor cuanto mayor sea su altura. Como la existencia de esta energía potencial se debe a la gravitación (fuerza de gravedad), su nombre más completo es energía potencial gravitatoria.
 

Ver. PSU: Física; Pregunta 09_2005(2)

 

¿Cómo calcular la Energía Potencial Gravitatoria?
 

Si un cuerpo de masa  m  se sitúa a una altura  h  arriba de un nivel de referencia, este cuerpo posee una energía potencial gravitatoria con respecto a este nivel, la cual se expresa mediante la siguiente fórmula:

 

m = masa

g = constante de la fuerza de gravedad

h = altura

Ep  =   m · g · h

 

De acuerdo a la fórmula, la energía potencial está relacionada con la masa del cuerpo y con la posición que ocupa; cuanto más grande sea la masa del cuerpo, y cuanto mayor sea la altura a la que se encuentre, tanto mayor será su Energía potencial gravitacional

.

Energía Potencial Elástica: Si se considera un resorte que cuelga del techo y uno de sus extremos está fijo, adosado al techo, mientras su otro extremo está libre, al ejercer una fuerza sobre el resorte éste se puede comprimir, disminuyendo su longitud. Para que el resorte no se estire será necesario mantener una fuerza sobre él.

 Al acabarse la fuerza, el resorte se descomprime, estirándose.

 

Si ahora se tiene el resorte con un extremo fijo sobre la mesa, y se ejerce una fuerza para comprimirlo, si el extremo libre de este resorte se pone en contacto con algún cuerpo, al descomprimirse puede provocar que el objeto se mueva, comunicándole energía cinética (energía que poseen los cuerpos cuando se mueven).

 

 

ENERGIA  TERMICA

 

 

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura

.

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

 

La energía térmica es la energía calorífica que se produce mediante la quema de un combustible, que puede ser sólido, líquido o gaseoso, también se obtiene mediante energía eléctrica por efecto Joule, mediante rozamiento, por fisión nuclear ...

Esta energía se genera por el movimiento de las partículas que constituyen la materia.
 La energía térmica es la resultante de sumar todas las energías mecánicas asociadas a los movimientos de las diferentes partículas que lo componen y la unidad de energía térmica es el calor.

 Dentro de la energía térmica, podemos distinguir entre la “energía calorífica” que hemos citado anteriormente, y la “energía solar térmica” (EST), que es una clase de energía térmica obtenida mediante la conversión directa de la radiación solar.

Se produce mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos, que captan de los rayos del sol su energía en forma de calor.

Un fluido pasa a través de estos dispositivos y una parte del calor absorbido por ellos es transferido a dicho fluido elevando su temperatura y quedando listo para ser almacenado o ser llevado a su lugar de consumo.

 Las principales aplicaciones de la energía solar térmica son para calefacción y agua domésticas y para producir energía mecánica y a través de ella, energía eléctrica.   También se utiliza para producir frío y aplicarla en instalaciones de aire acondicionado. 

 

 

ENERGIA MECANICA

 

 

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.

Hace referencia a las energías cinética y potencial.

 

Energía cinética.
 

Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación: 

            E_c = ½ m . v² 

Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.

 

Energía potencial.
 

Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación: 

            E_p = m . g . h = P . h 
 

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.

 

Tipos de energía potencial.
 

Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.
 

Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor.
 

Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara.

En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías como por ejemplo la piedra que cae desde un edificio: tiene energía potencial porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos la irá perdiendo (disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad, que cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad.
 

Las energías cinética y potencial se transforman entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en determinadas condiciones permanece constante.

 

 

 

 

ENEGIA  QUIMICA

 

 

 

La Energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen este tipo de energía.

 

Ej.: La que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo.

 

 La energía química es una manifestación más de la energía.

 En concreto, és uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y, aunque se en- cuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce una alteración íntima de ésta.     

 

En la ctualidad, la energía química és la que mueve los automóviles, los buques y los aviones y, en general, millones de máquinas.

Tanto la combus- tión del carbón, de la leña o del petróleo en las máquinas de vapor como la de los derivados del petróleo en el estrecho y reducido espacio de los cilin- dros de un motor de explosión, constituyen reacciones químicas.

 

El carbón y la gasolina gasificada se combinan con el oxígeno del aire, re- accionan con él y se transforman suave y lentamente, en el caso del carbón, o instantáne y rapidamente, en el caso de la gasolina dentro de los cilindros de los motores.

 

 Las mezclas gaseosas inflamadas se dilatan considerable y rapidamente y en un instante comunican a los pistones del motor su energía de traslación, su fuerza viva o de movimiento.     

Si se rodeasen el carbón o la leña, la gasolina y el petróleo de una atmós- fera de gas inerte, por ejemplo nitrógeno gaseoso, ni los primeros arderían ni los últimos explotarian en los cilindros.

 

El nitrógeno no reacciona con aquellos cuerpos y las mezclas de gasolina y nitrógeno ni arden ni explotan.

Finalmente, hay que mencionar la más reciente y espectacular aplicación de la energía química para lograr lo que durante muchos siglos constituyó su sueño: el viaje de ida y vuelta al espacio ex terior y a la Luna, asi como la co- locación de distintos tipos de satélites artificiales en determinadas

 



 

 

 

ENERGIA  ALECTRICA

 

 

La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos:

 

 luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.

 

La energía eléctrica es la transportada por la corriente eléctrica.
 

Es la forma de energía más utilizada en las sociedades industrializas.

 

 Si miras a tu alrededor, verás multitud de objetos que usan la energía eléctrica para su funcionamiento. Esto se debe a estas características:

• Capacidad para transformarse con facilidad en otras formas de energía (lumínica: bombillas; calorífica: estufas).
•  
• Es posible transportarla a largas distancias con bajos costes y rendimiento relativamente alto (no se pierde excesiva energía).

Se denominan centros o centrales de generación las instalaciones donde de transforma la energía primaria o secundaria en energía de consumo.

 

 Si esta energía de consumo es eléctrica, la central recibe el nombre de central eléctrica.

Una vez generada, esta energía de consumo debe ser trasportada hasta los puntos donde se necesite. Ya en ellos, será distribuida: viviendas, alumbrado de las calles, industrias, etc.
 

Generación de Energía Eléctrica

 

Existen diversos tipos de centrales eléctricas que vienen determinados por la fuente de energía que utilizan para mover el rotor. Estas fuentes pueden ser convencionales (centrales hidráulicas o hidroeléctricas, térmicas y nucleares) y no convencionales (centrales eólicas, solares, maremotrices y de biomasa).

 

Dentro de las energías no convencionales, las energías solares y eólicas son las que mayor implantación tienen en la actualidad, pero de está experimentando el uso de otras energías renovables, como la oceánica, además de la utilización de residuos orgánicos como fuente de energía.