Energia Mecanica Energia Potencial Y Energia Cinetica Y Ley De La Conservacion De La Energia

Energia Mecanica Energia Potencial Y Energia Cinetica Y Ley De La Conservacion De La Energia

Energía mecánica.

La energía mecánica, debido a que estamos estudiando el movimiento de los objetos, sabiendo esto la energía mecánica se define como la suma de la energía potencial y la energía cinética.


Energía cinética.

Otra forma de resolver los problemas relacionados con la segunda ley de Newton es relacionándo la rapidez de un objeto con el trabajo realizado sobre el mismo objeto por unas fuerza neta. Si hay manera de calcular el trabajo realizado sobre un objeto por una fuerza para un desplazamiento dado, se puede evaluar fácilmente el cambio de rapidez del objeto, esto se hace de la siguiente manera.

Cuando un objeto de masa m, que presenta un movimiento hacía ala derecha al aplicarle una fuerza neta constante (Fneta) que e igual forma se dirige a la derecha, como la fuerza es constante, se puede deducir mediana la segunda ley de Newton que el objeto presenta una aceleración constante (a), si el objeto se desplaza una distancia ∆x, el trabajo que se realiza por la fuerza Fneta al objeto se calcula por la siguiente fórmula:

De igual manera se puede emplear las siguientes formulas relacionadas cuando se presente una aceleración constante:

O de igual manera:

Ahora si sustituimos esta última formula en la ecuación para encontrar en trabajo net, nos da como resultado la siguiente expresión:

La cantidad que resulta de la expresión:

Se le llama fuerza cinética, la energía cinética KE que se presente en un cuerpo el cual tiene una masa m y se mueve con una velocidad v, se define con la expresión siguiente:

Definimos como energía cinética como la energía asociada al movimiento de un objeto, esta energía es una cantidad escalara debido a que no es necesario que tenga una dirección o un sentido, las unidades que la rigen son las misma utilizadas para expresar el trabajo (joule).

Cuando se relaciona el trabajo realizado sobre un objeto y la energía cinética, conviene manejar la siguiente fórmula:

La formula anterior está relacionada con el teorema del trabajo y la energía cinética, según este teorema y la formula anterior el trabajo realizado por una fuerza neta sobre un objeto es igual al cambio de la energía cinética del objeto.


Energía potencial.

La energía potencial es la energía mecánica asociada con la posición de un objeto en un sistema.

La energía potencias se considera como una propiedad del sistema y no del objeto en sí, sabiendo que un sistema es un conjunto de objetos que interactúa entre sí por medio de procedimiento o fuerzas las cuales se encuentran dentro del sistema.

Un tipo de energía potencial es la energía potencia gravitatoria, la cual esta relacionada con la fuerza gravitacional que existe dentro del sistema formado por la tierra y objetos pequeños, es decir, la energía asociada con la posición relativa de un objeto en un espacio cerca de la superficie terrestre se le llama energía potencial gravitatoria.

Digamos que existe un cuerpo con masa m que cae desde una altura inicial yi a una altura final yf, ignoramos la resistencia de aire por completo, el desplazamiento del objeto hacia abajo esta dado por la siguiente expresión:

Conforme el objeto sigue cayendo solo esta presenta una fuerza la cual es la fuerza gravitacional, mg, por esta razón usaremos la siguiente expresión para hallar el trabajo realizado por la fuerza gravitacional:

Para este caso especifico, debido a que se presenta un ángulo de cero grados.

Pero en la ecuación anterior la cantidad resultante de la expresión:

Se le llama energía potencial gravitatoria PE y la expresión que la define es la siguiente:

Es decir la energía gravitatoria es el producto de la masa del objeto por su coordenada vertical, debemos tener en cuenta que la energía potencial gravitatoria, es la energía potencial del sistema tierra-objeto.

Si sustituimos la expresión de la energía potencial gravitatoria a en la fórmula para obtener el trabajo realizado por esta fuerza, nos da como resultado la siguiente expresión:

Esto quiere decir el trabajo realizado por cualquier objeto por la fuerza de gravedad es igual a la diferencia entre los valores iniciales y finales de la energía potencial gravitatoria.


Ley de la conservación de la energía.

La característica central de la conservación de la energía esta siguiente:

No podemos crear ni destruir la energía: la energía siempre se conserva, por lo tanto, si cambia la cantidad total de energía de un sistema, solo se puede deber al hecho de que la energía ha cruzado la frontera del sistema por un mecanismo de transferencia.

Esta ley es muy importante para entender la manipulación de la energía cuando se transforma por ejemplo de energía química, a eléctrica y después a energía mecánica.


Mis sitios nuevos:
Emprendedores
Politica de Privacidad