Este documento presenta conceptos fundamentales sobre energía, incluyendo sus diferentes formas como energía cinética, potencial, mecánica, química y térmica. Explica expresiones para calcular la energía cinética, potencial gravitacional y elástica. También cubre el principio de conservación de la energía mecánica y cómo la energía se transforma pero no se crea ni destruye.
Morgado & Rodríguez (eds.) - Los animales en la historia y en la cultura [201...
Energia
1.
2. Energía: conceptos.- unidades
Formas de energía
Clases de energía:
Energía cinética(teorema de trabajo y energía)
Energía potencial: E. Gravitacional(fuerzas
conservativas)
Energía potencial elástica
Energía total de un cuerpo
Principio de conservación de la energía mecánica
Energía interna de un cuerpo
transformación de la energía
Fuentes de energía
Ejercicios de aplicación
3. Se la define como:
La capacidad que tiene un cuerpo
para realizar un trabajo.
4. .
Nombre Abreviatura Equivalencia en Joules
Kilocaloría Kca 4.186
Tonelada equivalente de
petróleo
Tep 4.184 × 1010
Tonelada equivalente de
carbón
Tec 2.93 × 1010
Electronvoltio eV 1.602× 10-19
kilovatio hora kW h 3,6 x 106
Unida térmica británica BTu 3.6× 106
Ergio erg 1 × 10-7
Libra pie ft × lb 1.356
5. Formas de Energía
cinética. Es la aptitud que tiene un cuerpo para realizar un trabajo en virtud de su
velocidad.
Potencial. Es la aptitud que tiene un cuerpo para realizar un trabajo en virtud de su
posición o configuración a causas de fuerzas que actúan sobre el mismo
(gravedad).
Mecánica Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.
Eléctrica gracias a la cual existe la corriente eléctrica y funcionan muchos de los
aparatos que conocemos
Química. Es la que almacenan los alimentos, las pilas o los combustibles.
Calorífica. Es la que se transmiten dos cuerpos que están a diferentes
temperaturas: el caliente al frío.
Eólica. Es la energía del viento.
Solar. es la energía de la luz del Sol.
6. Energía Cinética
Es la aptitud que tiene un
cuerpo para realizar un
trabajo en virtud de su
velocidad.
Cuando un cuerpo de masa m se
mueve con una velocidad v, posee
una energía cinética, Ec dada por la
expresión.
EC=(1/2)mv2
7. Relación entre el trabajo y la energía cinética
Si un cuerpo en movimiento
pasa por un punto A con
energía cinética EcA, y llega a
un punto B con energía
cinética EcB, la variación de la
energía cinética que este
cuerpo experimenta, será
igual al trabajo total, TAB,
realizando sobre él; es decir¨
TAB=EcB-EcA
Donde EcB es igual
a: 1/2mvB
2
y EcA es igual a:
1/2mvA
2
8. Energía Potencial Gravitacional
.
Es la aptitud que tiene un
cuerpo para realizar un
trabajo en virtud de su
posición o configuración a
causas de fuerzas que actúan
sobre el mismo (gravedad).
.
Si un cuerpo de masa m se
sitúa en una altura h arriba de
un nivel de referencia, este
cuerpo posee una energía
gravitacional, con respecto a
este nivel, expresada por
EP=mgh
9. De la misma manera, un cuerpo unido al extremo de un resorte
comprimido (o estirado), como muestra la figura 3-1, al soltarlo
será empujado o halado por el resorte, adquiriendo la capacidad
de realizar un trabajo.
Gráfica de la fuerza ejercida por
un resorte, en función de su
deformación,
EP=1/2kx2
Un cuerpo en contacto con un resorte deformado pose energía
potencial elástica.
Energía Potencial Elástica
10. Conservación de la energía
• La ley de la conservación de la energía
constituye el primer principio de la
termodinámica y afirma que la cantidad
total de energía en cualquier sistema
aislado (sin interacción con ningún otro
sistema) permanece invariable con el
tiempo, aunque dicha energía puede
transformarse en otra forma de
energía.
11. Energía total
Es la suma de todas las formas de energía
que posee un cuerpo en el caso de un cuerpo
de masa m que se mueve con velocidad v a la
altura h, a la como un avión, su energía total
es:
E = EP + EC = mgh + (1/2)mv2
12. La energía no se crea ni se destruye,
simplemente se transforma: cambia de forma
cuando ocurre algún acontecimiento físico o
químico.
En los seres vivos, al conjunto de procesos
físicos y químicos mediante los cuales se
transforma y utiliza la energía de los alimentos
se le llama metabolismo.
13.
14. ENERGIA
Cantidad de trabajo
que realiza un
cuerpo
E. Potencial E. Cinética
Un cuerpo en
movimiento
Objeto en
reposo
Ep= m g h
E. gravitacional
E. elástica
clases Se define
como
tipos
E. Potencial y E. cinética
formas
térmica
química
nuclear
Conservación de
la materia
dice
Toda la energía del
universo es constante
Se transforma
solo
expresión
expresión
E. total
E. interna
presenta
posee
expresión
E = Ep + Ec = ½ mv2 + mgh
expresión
Ei = Ec (mol.) + Ep (int.)
sonora
luminosa
expresión
Ep= K X2 / 2
Es cuando Es cuando
15.
16. • Calcule la energía cinética de un mazo de 4 kg en el instante
en que su velocidad es de 24 m/s.
17. • Calcule la energía cinética de un automóvil de 3 200 lb que
viaja a 60 km/h
18. • Una caja de herramientas de 1.2 kg se halla 80 cm por
encima de del piso. Determine la energía potencial con
respecto al piso.
19. • Una unidad comercial de aire acondicionado de 300 kg es
elevada por medio de la cadena de un montacargas hasta que
su energía potencial es de 26 KJ con relación al piso. ¿Cual
será la altura arriba de este?
21. Ley de la Conservación de la Energía
Mecánica
• Conservación de la energía mecánica: En ausencia de resistencia del
aire o de otras fuerzas disipadoras, la suma de las energías potencial y
cinética es una constante, siempre que no se añada ninguna otra
energía al sistema.
23. • En la figura, una bola de demolición de 40 kg se impulsa
lateralmente hasta que queda 1.6 m por arriba de su posición
mas baja. Despreciando la fricción, ¿cual será su velocidad
cuando regrese a su punto mas bajo?
24. • María y José juegan deslizándose por un tobogán de superficie lisa.
Usan para ello un deslizador de masa despreciable. Ambos parten
del reposo desde un punto A, que se encuentra a 12 m del nivel del
suelo. En la base del tobogán está colocado un gran resorte de
constante k = 14400 N/m, que los detiene en su movimiento. José se
lanza primero. María se lanza después. Luego ambos se lanzan
juntos por el tobogán.
a) Si la masa de José es 60 kg, determine la compresión del resorte
producida por él.
b) Si María comprime el resorte en 90 cm, determine la masa de María.
c) Calcule la compresión del resorte producida cuando se lanzan juntos.
