ENERGÍA

CAPITULO 1 ENERGÍA

1. CONCEPTO DE MOVIMIENTO

Todo lo que existe en el universo posee alguna forma de energía; este concepto es relativamente familiar para todo el mundo, aún sin haber concertado su definición.

El término energía proviene de las voces griegas EN y ERGON que juntas significan “En Trabajo”. A su vez este término se asocia con efectuar algo con cierto propósito. La energía se manifiesta en diferentes formas: mecánica, térmica (CALORÍFICA), eléctrica, electromagnética (LUMÍNICA), sonora, química y potencial.

Una forma sencilla de la manifestación de la energía es el movimiento; este es una forma de energía mecánica, y como tal su definición es más sencilla sobre la base de su análisis.

Del análisis del movimiento se desprende su concepto más básico el cual es: la variación de su posición en el espacio respecto al tiempo.

Para cuantificar estas variaciones es necesario tener unidades de referencia establecidas y aceptadas por todos. A estas unidades de referencia se les conoce como sistema de medición.

2. SISTEMA MÉTRICO DECIMAL.

Este es un sistema de medición mundialmente apto y referencia las principales unidades de medición:

METRO: Originalmente era la diezmillonésima parte de la distancia del polo norte al ecuador y representada por una barra de aleación de platino e iridio. Y se conserva en un sótano del pabellón de Bretenil en Sévres, París. En 1960, la conferencia de pesos y medidas internacional decidió remplazar este sistema de referencia por otro más preciso y de fácil reproducción; Así se estableció el nuevo sistema de referencia como 1,650,763.73 veces la longitud de onda de la luz anaranjado - rojiza del isótopo del Kriptón 86.

MASA: Esta unidad de referencia se refiere a la cantidad de materia que tiene un cilindro de 1 Kg. De Platino-Iridio que se encuentra en Sévres.

TIEMPO: La unidad de referencia es el segundo. Antiguamente (antes de 1964) se definía como el segundo solar medio; cuyo valor es 1/86,400 del día solar medio; esta medida es variable ya que los días sufren algunas variaciones. En 1964, se volvió a definir el segundo como la transición entre dos niveles específicos de energía en el Cesio 133.

Los nombres de los múltiplos y submultiplos se forman con los siguientes prefijos.

MULTIPLOS

SUBMULTIPLOS

FACTOR POR EL QUE MULTIPLICA LA UNIDAD PREFIJO SIMBOLO FACTOR POR EL QUE MULTIPLICA LA UNIDAD PREFIJO SIMBOLO

10 DECA da 10-1 DECI d

102 HECTO h 10-2 CENTI c

103 KILO k 10-3 MILI m

106 MEGA M 10-6 MICRO μ

109 GIGA G 10-9 NANO n

1012 TERA T 10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

10-18 ATO a

Con estas unidades de referencia podemos examinar con más detalle el movimiento; así el desplazamiento en relación con el tiempo forma parte de la CINEMÁTICA que es una rama de la física que estudia el movimiento. La cinemática nos proporciona 2 combinaciones muy útiles del movimiento:

VELOCIDAD: Variaciones uniformes en la distancia en tiempos iguales.

ACELERACIÓN: Variaciones iguales de la velocidad en tiempos iguales.

V = etc.

a = etc.

3. LEYES DE NEWTON DEL MOVIMIENTO

1a LEY DE LA INERCIA

Todo cuerpo permanece en su estado de movimiento (reposo o rectilíneo) siempre que las fuerza externas no lo obliguen a cambiar ese estado.

2a LEY DEL IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

El cambio en el movimiento es proporcional a la fuerza; este cambio se produce en la misma dirección en que actúa la fuerza.

Newton denominó a estos cambios como MOMENTO O IMPULSO y CANTIDAD DE MOVIMIENTO.

Esto se deduce a partir de la siguiente fórmula:

F = ma FUERZA = MASA POR ACELERACIÓN

Donde sustituimos aceleración por su fórmula cinética:

F = m v/t si despejamos t queda:

Ft = mv Donde Ft es el momento o impulso. Y mv es la cantidad de movimiento.

La fuerza se mide en Newtons; y se define como:

“La fuerza necesaria para acelerar a 1 m/seg2 una masa de 1 Kg.”

Si sustituimos estos valores en la fórmula F = ma tendremos:

F = ma m = 1 Kg.

a = 1 m / seg2

F = 1 Kg. (1 m/seg2) = 1 Kg m/seg2 que corresponde al valor y unidades de un NEWTON

De esta misma fórmula Newton deduce la Ley de la Gravitación universal; esto lo logró al medir la aceleración que genera la CAIDA LIBRE. Así en su fórmula sustituye la aceleración cinemática (a), por la aceleración gravitacional (g). F = mg

A partir de esta fórmula desarrolla la fórmula de la Gravitación Universal:

Donde G = constante de la gravitación (6.67x10-11 Newtons m2/Kg2)

...