Segundo Grado

La energía y el movimiento


La energía y el movimiento es un tema con el  que comprenderás qué es la energía mecánica cinética y potencial.
La energía es la capacidad que tiene la materia de producir un trabajo (luz, sonido, movimiento, ondas, calor, etc) en potencia o en acto. La energía potencial es la contenida en un cuerpo por ejemplo: el vapor o la energía humana.

La energía y el movimiento

Hay diferentes tipos de energía:
  • Energía mecánica: cinética y potencial
  • Energía nuclear: fisión y fusión
  • Energía geotérmica que es el calor del núcleo del planeta
  • Energía eólica producida por el viento
  • Eenergía solar
  • Energía mareomotriz
  • Energía biomasa
  • Energía química

Energía mecánica

Es la energía que tienen los objetos por el movimiento.

Fórmula de la energía potencial

Ep=mgh

  • Ep es la energía potencial
  • m es masa
  • j es joule = N.m
  • g es gravedad 9.81 m/s²
  • h es altura en metros

Ejemplo:

La maestra sube a Diego a una torre de 22 metros de altura. La masa de Diego es de 40 kg ¿cuánta energía potencial tiene antes de aventarlo?

Para resolverlo usando la fórmula multiplicamos la masa, que es 40 por la gravedad y la altura esto nos da un resultado de 8632.8 J que es la energía potencial de Diego.

Resuelve los siguientes ejercicios de energía potencial

 

  1. Un elefante de 1400 kg está en una azotea a 18 metros de altura ¿cuánta energía potencial tiene?
  2. Un gato de 3 kg es aroojado por una ventana a 25 m de altura ¿cuál es su energía potencial?

Energía cinética

La energía cinética es la tiene un cuerpo debido a su movimiento o velocidad, como el agua de una cascada. Está asociada con la masa y la rapidez de los cuerpos. A mayor velocidad más energía.
con esta fórmula se determina el valor de la Energía cinética, en donde m es masa y v velocidad.

Ejercicios con la fórmula de la energía cinética

  1. La maestra avienta a Agustín desde su helicóptero, van a 300 metros de altura y Agustín tiene una masa de 65 kilos ¿cuánta energía potencial tiene? Va a  una velocidad de 80 km/h ¿cuál es su energía cinética? Llega al piso con una velocidad de 276.1 km/hr ¿cuál es la energía cinética? ¿crees que sobreviva?
  2. Un automóvil viaja a 100 km/h si su masa es de 1200 kg ¿cuál es su energía cinética?
  3. Arrojan a David por la ventana del salón, llegó al piso con una velocidad de 150 km/h, si su masa es de 58 kg ¿cuál es su energía cinética?

Energía cinética o energía potencial

1.- Un niño tiene una masa de 32 kg y está en el segundo piso de su casa a 5 metros del suelo ¿qué tipo de energía tiene y cuánto es?

2.- Una vaca voló y se paró arriba de un edificio a 20 metros de altura, si su masa es de 600 kg ¿qué tipo de energía tiene y cuánta es?

3.- Un señor panzón tiene una masa de 160 kg y ¡puede correr! alcanza una velocidad de 5 m/s ¿qué tipo de energía tiene y cuánta es?

4.- Una muchacha termina con su novio y arroja por la ventana todo lo que él le regaló. Si la ventana está a 12 metros de altura y la masa de la caja es de 15 kilos ¿qué tipo de energía tiene y cuánto es?

5.- Un ovni quiere llevarse a Esaú y lo busca viajando a la velocidad de 120 m/s si la masa del ovni es de 700 kilos ¿qué energía tiene y cuánta es?

Transformaciones de la energía cinética y potencial

Durante el proceso de caída libre la energía cinética y potencial de un cuerpo se transforman esto se puede apreciar en las siguientes gráficas:

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La energía mecánica es la suma de la energía potencial y cinética. Es la capacidad que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpos de realizar movimiento debido a su energía potencial o cinética.
Em = Ec + Ep
El joule es la unidad de medida de la energía mecánica, cinética y potencial.

Principio de la conservación de la energía

A mediados del siglo XIX se comprobó el principio de la conservación de la energía: cada vez que se produce un cambio en la naturaleza, la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma o cambia de un objeto a otro, es decir, se transfiere. La energía ha sido la misma siempre en toda la historia de la humanidad.  La energía es suministrada por la naturaleza aunque parte de ella sea desencadenada por el hombre. No importa con que frecuencia se utilice, la energía siempre se conserva.

¿Cómo calcular la velocidad si conocemos la EC?

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Este artículo se realizó gracias al apoyo de la maestra Sandra Sánchez Torres 🙂

 

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