Debes haber estudiado en el instituto energía cinética en física. Si no es así, probablemente haya oído hablar de ello en un estudio científico o en los medios de comunicación. Y se considera una energía muy importante para estudiar el movimiento de los objetos. Hay personas que todavía no comprenden la idea de energía cinética, ni cómo se mide ni cómo funciona. En este artículo vamos a repasar la definición y usos de esta energía en el mundo de la física.
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¿Qué es la energía cinética?
Al hablar de este tipo de energía, se asume que se extrae algo de energía para producir electricidad o algo así. La energía cinética es la energía que tiene un objeto debido a que está en movimiento. Si queremos acelerar un objeto, tenemos que ejercer una cierta fuerza sobre él para que supere la fuerza de fricción del suelo o el aire. Para hacer esto, transferimos energía al objeto y este puede moverse a una velocidad constante.
Es esta energía transferida la que se conoce como energía cinética. A medida que aumenta la energía aplicada al objeto, el objeto se acelera. Sin embargo, cuando dejamos de aplicarle energía, su energía cinética disminuye con la fuerza de fricción hasta que se detiene. La energía cinética depende de la masa y la velocidad. que logra el objeto. Los cuerpos con menos masa requieren menos trabajo para moverse. Cuanto más velocidad se alcanza, más energía cinética tiene el cuerpo.
Esta energía se puede transferir a diferentes objetos y entre ellos para transformarse en otro tipo de energía. Por ejemplo, si una persona corre y choca con otra que estaba en reposo, parte de la energía cinética que estaba en el corredor se transmite a la otra persona. La energía que se tiene que aplicar para un movimiento debe ser siempre mayor que la fuerza de fricción con el suelo u otro líquido como el agua o el aire.
¿Cómo se calcula la energía cinética?
Si queremos calcular el valor de esta energía, tenemos que seguir las consideraciones descritas anteriormente. Primero, encontramos el trabajo realizado. Hay que trabajar para transferir energía cinética al objeto. Además, este trabajo debe multiplicarse por una fuerza, teniendo en cuenta la masa del objeto que se empuja a una distancia. La fuerza debe ser paralela a la superficie sobre la que se encuentra, de lo contrario, el objeto no se movería.
Imagínese querer mover una caja pero empujarla al suelo. La caja no puede vencer la resistencia del piso y no se mueve. Para que se mueva tenemos que aplicar trabajo y fuerza en una dirección paralela a la superficie.
Llamaremos en el trabajo W la fuerza F, la masa del objeto my la distancia d.
El trabajo es igual a la fuerza por la distancia. Es decir, el trabajo realizado corresponde a la fuerza que se ejerce sobre el objeto con la distancia que recorre gracias a esta fuerza ejercida. La definición de la fuerza resulta de la masa y la aceleración del objeto. Si el objeto se mueve a una velocidad constante, significa que la fuerza ejercida y la fuerza de fricción tienen el mismo valor. Por tanto, son fuerzas que se mantienen en equilibrio.
Fuerza de fricción y aceleración
Tan pronto como el valor de la fuerza ejercida sobre el objeto disminuya, disminuirá la velocidad hasta que se detenga. Un ejemplo muy simple es el automóvil. Cuando circulamos por autopista, asfalto, tierra, etc. La que atravesamos nos ofrece resistencia. Esta resistencia es conocido como fuerza de fricción entre la rueda y la superficie. Para que el automóvil aumente su velocidad, necesitamos quemar combustible para generar energía cinética. Con esta energía, puede superar la fricción y comenzar a moverse.
Sin embargo, si nos movemos en el coche y dejamos de acelerar, dejamos de usar una fuerza. Sin fuerza sobre el automóvil, la fricción solo comienza a frenar cuando el vehículo se detiene. Por tanto, es importante tener una buena comprensión de las fuerzas que intervienen en un sistema para saber en qué dirección irá el objeto.
Fórmula de energía cinética
Existe una ecuación para calcular la energía cinética que resulta del razonamiento utilizado anteriormente. Si conocemos la velocidad inicial y final del objeto después de una distancia recorrida, podemos sustituir la aceleración en la fórmula.
Por lo tanto, cuando se realiza una cantidad neta de trabajo en un objeto, la cantidad que llamamos energía cinética k cambia.
¿Qué tiene eso de interesante?
Es importante que los físicos conozcan la energía cinética de un objeto para estudiar su dinámica. Hay objetos celestes en el espacio cuya energía cinética es impulsada por el Big Bang y que todavía están en movimiento hoy. Hay objetos interesantes para estudiar en todo el sistema solar, y es necesario conocer su energía cinética para poder predecir su trayectoria.
Si analizamos la ecuación de energía cinética, podemos ver que depende de la velocidad del objeto cuadrado. Esto significa que si la velocidad se duplica, la cinética se cuadruplicará. Cuando un automóvil circula a 100 km / h tiene cuatro veces la energía que uno que conduce a 50 km / h. Por tanto, el daño que puede producirse en un accidente es cuatro veces mayor para uno que para otro.
Esta energía no puede ser un valor negativo. Siempre tiene que ser cero o positivo. Por el contrario, la velocidad puede tener un valor positivo o negativo según la referencia. Sin embargo, si usa el cuadrado de velocidad, siempre obtendrá un valor positivo.
Espero que con esta información, el concepto y sus usos les quede mucho más claro.
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