UNIVERSIDAD TÉCNICA

DEL NORTEFÍSICA

Energía

ENERGÍA

• Deriva del griego en=dentro y ero=trabajo, significa la capacidad para producir

trabajo.

• No podemos verla: solo descubrimos sus efectos. Es lo que permite que suceda casi

todo en el universo: la vida, una luz, una corriente eléctrica, la carrera de un auto,

una llama, un ruido o el viento. 

• La ley de la conservación de la energía dice que esta no se pierde sino que se

transformaron no la puede crear ni destruir, y cuando creemos que desaparece solo

se ha convertido en otra forma de energía.

TIPOS DE ENERGÍA

Tipos de

energía

Energía cinética

Energía potencial

gravitacional

Energía potencial elástica

Energía Cinética Energía que surge del movimiento, esta definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde su posición de equilibrio hasta una velocidad dada.

Para que un cuerpo adquiera energía cinética, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo ,por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Ejemplos

 E c  = Energía cinética m  =  masa v  =  velocidad

Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo.Un cuerpo que posee una gran masa, podrá producir grandes efectos y transformaciones debido a su movimiento.   

FÓRMULA

E c= . m.v 2

En conclusión

La energía cinética es directamente proporcional a la masa del cuerpo.

Es directamente proporcional a el cuadrado de la rapidez del cuerpo.

No depende de la dirección en la que se este moviendo a el cuerpo.

Energía Potencial Gravitacional

Es la energía asociada con la fuerza gravitatoria.

Es la que tienen los cuerpos debido a la gravedad de la Tierra. Se calcula multiplicando el peso por la altura. Se suele considerar que a una altura cero la Epg es cero, por lo tanto se calcula como:

Epg = P hEpg = m g h

P     =    Pesoh     =    Alturam    =    Masag     =    Aceleración de la gravedadEpg =    Energía potencial gravitatoria

Una pelota situada a cierta altura (h) tiene energía potencial gravitatoria (Epg). A medida que cae la pelota, va disminuyendo su energía potencial hasta que, al tocar el suelo, su valor es cero. 

EJEMPLOS:

Calcula la Energía Potencial de una piedra de 2.5 kg si se eleva a un altura de 2 metros. EP=( 2.5 KG) (9.8 m/s) (2 m) = 49 Joules

Un objeto de 4 kg se encuentra a un altura de 5 metros

calcula:a) Su Energía Potencial: Ep= (4 kg) ( 9.8 m/s) (5m)= 196 Joules

Una persona sube una montaña hasta 2000 m de altura, ¿cuál será su Energía Potencial si pesa 750 N?

Ep = m.g.hEp = P.hEp = 750 N.2.000 mEp = 1.500.000 J

CONCLUSIÓN• La energía potencial gravitatoria es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. Esta dependerá de la altura relativa de

un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.

• Entre mayor es el peso de un cuerpo, mayor es la energía potencial gravitacional

Ep = mgh

Energía Potencial Elástica • Es la que tiene un resorte cuando esta estirado o comprimido .

•Para definirla se introduce el concepto de un resorte ideal, que se comporta como un cuerpo elástico, ejerciendo una fuerza en su proceso de deformación.

• Cuando un resorte ideal está estirado cierta longitud x (m), éste quiere volver a su

longitud y forma original; es decir, cuando no está estirado. Para intentar lograrlo, el

resorte ejerce una fuerza Fe definida por:

Fe = k*x

• Donde k es la constante de fuerza del resorte, medido en N/m, y x es la deformación

del resorte, medido en m.

• Cuando un cuerpo llega con una rapidez v, el resorte se deforma y detiene al cuerpo;

pero luego, cuando el resorte quiere volver a su longitud original, "empuja" al

cuerpo dándole la misma rapidez v anterior.

• Describen que el resorte "almacena energía", convirtiéndola en energía cinética (el

cuerpo sale con la misma rapidez de entrada al resorte).

• En realidad, el resorte realiza trabajo, debido a que desplaza al cuerpo aplicándole una

fuerza por una distancia d. Ésta distancia coincide con la deformación del resorte x.

Entonces, el trabajo efectuado por el resorte es:

• Donde k es la constante de fuerza del resorte. Pero cuando un cuerpo deforma al

resorte aplicándole una fuerza, se realiza trabajo sobre él, y esa fuerza es igual a la

fuerza del resorte Fe = kx (tercera ley del movimiento). Éste trabajo efectuado sobre el

resorte esnegativo, debido a que la fuerza tiene dirección contraria a la deformación

del resorte.

Conclusión

La energía potencial se comporta al contrario de la energía cinética.

El trabajo realizado por la fuerza elástica depende de los desplazamientos inicial y final, no depende de la forma de la trayectoria.

Cuando el cuerpo se aleja de la posición de equilibrio, el trabajo de la fuerza elástica recuperadora es negativo y el sistema gana energía.

Cuando el cuerpo se acerca al posición de equilibrio ,el trabajo el trabajo de la fuerza elástica recuperadora es positivo y el sistema pierde energía.