En artículos anteriores, hemos analizado a fondo energía cinética y todo lo que tenga que ver con eso. En este caso, continuaremos la formación y seguiremos estudiando energía mecánica. Este tipo de energía es creada por el trabajo de un cuerpo. Puede transmitirse entre otros cuerpos. Se podría decir que es la suma de la energía cinética generada por el movimiento de los cuerpos con la energía potencial elástica y / o gravitacional. Esta energía se crea por la interacción de los cuerpos en relación a la posición que tiene cada uno.
En este post aprenderás todo lo que tiene que ver con la energía mecánica, desde cómo funciona hasta cómo se calcula y utiliza. ¿Le gustaría saber más al respecto? Sigue leyendo 🙂
Explicación de la energía mecánica.
Tomemos un ejemplo para una mejor comprensión. Imaginemos que un objeto es arrojado del suelo desde la distancia. Este objeto lleva una energía cinética previa porque se está moviendo. A medida que avanza, gana velocidad y energía gravitacional potencial a medida que se eleva por encima del suelo. Tomemos como ejemplo el lanzamiento de una pelota.
Teniendo en cuenta que nuestro brazo está trabajando sobre la pelota, le transferirá la energía cinética para que pueda moverse. En este ejemplo consideraremos fuerza de fricción insignificante con el aire De lo contrario, dificultaría mucho los cálculos y el aprendizaje del concepto. Cuando la pelota ha sido lanzada y está en el aire, lleva la energía cinética que la impulsa a moverse y la energía gravitacional potencial que la tira al suelo porque está elevada.
Siempre debemos recordar que estamos expuestos a la gravedad. La gravedad de la tierra nos tira al suelo una aceleración de 9,8 metros por segundo al cuadrado. Ambas fuerzas que interactúan con la pelota tienen diferente velocidad, aceleración y dirección. Por tanto, la energía mecánica es el resultado de ambas energías.
La unidad de medida de la energía mecánica según el Sistema Internacional es el joule.
fórmula
Para los físicos, el cálculo de la energía mecánica significa la suma de la energía cinética y el potencial gravitacional. Esto se expresa mediante la fórmula:
Em = Ec + Ep
Donde Em es energía mecánica, Ec es cinética y Ep es potencial. Vimos la fórmula de la energía cinética en otro post. Cuando hablamos de la energía potencial de la gravedad, estamos hablando del resultado de la masa multiplicada por la altura y la gravedad. La multiplicación de estas unidades nos muestra la energía potencial de un objeto.
Principio de ahorro energético
Los profesores han insistido constantemente en que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma. Esto nos lleva al principio del ahorro de energía.
Cuando la energía mecánica proviene de un sistema aislado (uno en el que no hay fricción) basado en fuerzas conservadoras (que conserva la energía mecánica del sistema) el resultado permanece constante. En otra situación, la energía del cuerpo permanece constante siempre que el cambio sea solo en el modo de energía y no en su valor. Es decir, cuando la energía se convierte de cinética a potencial o mecánica.
Por ejemplo, si lanzamos la pelota en vertical, en el momento de la subida tendrá toda la energía cinética y potencial. Sin embargo, cuando alcanza su punto más alto y se detiene sin moverse, solo tiene la energía gravitacional potencial. En este caso, se ahorra energía, pero en modo potencial.
Esta deducción se puede expresar matemáticamente utilizando la siguiente ecuación:
Em = Ec + Ep = constante
Ejemplos de ejercicios
Con el fin de proporcionarte una mejor transmisión de este tipo de energía, te presentaremos algunos ejemplos de ejercicios y los resolveremos paso a paso. En estas preguntas incluiremos los diferentes tipos de energía que hemos visto hasta ahora.
En este caso, la opción incorrecta es la última. El trabajo no lo realiza el objeto que tiene la energía cinéticaPero el cuerpo que te dio esa energía. Volvamos al ejemplo de la pelota. Cuando lo arrojamos al aire, somos nosotros quienes hacemos el trabajo para darle la energía cinética para moverse.
- La variación en la energía cinética del automóvil es cero.
- La energía mecánica del sistema de masa del bus se retiene porque la velocidad del bus es constante.
- Se retiene la energía total del sistema bus-tierra, aunque parte de la energía mecánica se convierte en energía interna.
La respuesta a este ejercicio es V, F, V. Es decir, la primera opción es verdadera. Si vamos a la fórmula de la energía cinética, podemos ver que a velocidad constante la energía cinética permanece constante. La energía mecánica no se retiene porque el potencial gravitacional continúa variando a medida que desciende desde la altura. Esto último es cierto a medida que aumenta la energía interna del vehículo para mantener el cuerpo en movimiento.
Espero que con estos ejemplos puedas aprender más sobre la energía mecánica y aprobar los exámenes físicos que tanto cuestan para muchas personas 😛
