La forma y las propiedades de la energía

La energía

La naturaleza está en continuo cambio. Hay objetos que cambian su posición, otros cambian de estado, unas sustancias se transforman en otras, etcétera. Esto ocurre porque ciertos cuerpos tienen la capacidad de producir un cambio en otros cuerpos cercanos. Esta capacidad es lo que se llama energía. No se debe confundir energía con fuerza. Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo y éste comienza a moverse, se le está transfiriendo energía.

La energía que transfiere un cuerpo puede presentarse de varias formas. Aparte de la energía cinética y de la energía potencial, otras formas interesantes son la energía química, la energía luminosa, la energía calórica o la energía eléctrica.

Se dice que la energía no desaparece, simplemente se transfiere de unos cuerpos a otros y/o se transforma de unas formas de energía en otras. Entonces ¿qué sentido tienen las expresiones utilizadas comúnmente referentes a la necesidad de ahorrar energía? Si ésta no desaparece, ¿qué se quiere decir cuando se dice que se ha gastado energía? ¿A dónde va a parar, por ejemplo, la energía eléctrica que se consume en las casas?

Cuando se emplea un calentador eléctrico para obtener calor, la energía eléctrica se transforma en energía calorífica que calienta el aire del medio. En este caso se dice que la energía se ha degradado, pues ya no se puede aprovechar el calor disipado en el aire para transformarlo en otra forma útil de energía. Por lo tanto se puede decir que se puede agotar la energía disponible si se usa irracionalmente hasta convertirla en calor.

De acuerdo con la lectura se puede decir que las transformaciones de energía se producen continuamente en la naturaleza. En una explosión de juegos artificiales, la energía química es transformada en: (Escoja dos respuestas)

Su respuesta :

Energía luminosa

Energía Sonora

Correcto!

Cuando se empuja un trineo por la nieve, se le transfiere energía. Pero esta energía cinética del trineo se convierte en calor debido al rozamiento existente entre la nieve y las patas del trineo.

Su respuesta :

Verdadero

Correcto!

Una de las siguientes acciones fomenta el ahorro energético:

Su respuesta :

Emplear bombillos de bajo consumo.

Correcto!

El péndulo simple

El movimiento periódico de un péndulo se ha utilizado desde la antigüedad en los relojes, su fin es regular el mecanismo que impulsa a las manecillas a moverse alrededor de la esfera del reloj.

Como se pudo comprobar experimentalmente, en pequeños desplazamientos desde la posición de equilibrio el péndulo experimenta un M.A.S. Aquí se considera el denominado péndulo simple, en el cual toda la masa está concentrada en un extremo y el péndulo se suspende del otro, como el péndulo formado por un cordón y una esfera, que constituye la "plomada".

El período del péndulo es independiente de la masa de la plomada, sólo depende de la lóngitud de la cuerda y de la gravedad. Cuando el período del péndulo se determina mediante medidas precisas el resultado puede utilizarse para determinar el valor de g (gravedad). Las medidas de precisión llevadas a cabo con un péndulo físico, son capaces de determinar las variaciones locales en g debidas a las variaciones de densidad en la corteza terrestre, y son útiles para localizar depósitos de recursos naturales.

Todo lo anterior es totalmente correcto, si el ángulo máximo es muy pequeño, usualmente se considera que: , para este caso el periodo es igual a:

donde es la longitud del pendulo y la gravedad.

El valor del período de un péndulo de un reloj es el mismo en el ecuador que en los polos

Su respuesta :

Falso.

Correcto! El valor del período de un péndulo depende también de la gravedad.

Uno de los siguientes enunciados es verdadero.

Su respuesta :

Para pequeños desplazamientos la plomada del péndulo experimenta un movimiento armónico simple.

Muy bien.

Si la masa de un pendulo aumenta 2 veces, el periodo de oscilación:

Su respuesta :

No cambia

Correcto

Si la longitud de un pendulo aumenta 16 veces, el periodo aumenta:

Su respuesta :

cuatro veces

Correcto

Si un péndulo se llevará a otro planeta que tuviera la mitad de la gravedad, el periodo de oscilación:

Su respuesta :

Aumenta

Correcto

Temblores de tierra y sismología

La estructra interior de la Tierra es aún algo misterioso. Los tiros de las minas y las excavaciones más profundas se internan sólo unos pocos kilómetros dentro de la Tierra. El uso de las ondas para estudiar la estructura de la Tierra es una de las formas de conocerla mejor. Las ondas generadas por los terremotos han probado ser especialmente útiles para este propósito. La sismología es el estudio de estas llamadas ondas sísmicas.

Los terremotos son causados por la liberación súbita de tensiones a lo largo de fracturas y fallas. Por ejemplo, la famosa falla de San Andrés en California. La teoría geológica de las placas tectónicas visualiza la capa exterior de la Tierra como si fuera una serie de placas rígidas, o enormes lajas de roca, que permanecen en un movimiento muy lento una con respecto a las otras. Continuamente se producen tensiones, en particular a lo largo de las fronteras entre las placas.

La energía de una perturbación que alivia una tensión propaga ondas hacia afuera. Éstas son de dos tipos generales: ondas de la superficie y ondas de la masa. Las ondas de la superficie se mueven a lo largo de la superficie de la tierra, y son las responsables de la mayor parte de los daños causados por los terremotos. Las ondas de la masa, como su nombre lo indica, se mueven dentro de la tierra. Estas son tanto vibraciones longitudinales como transversales. Las ondas compresionales (longitudinales) se llaman ondas primarias, y las de corte (tranversales) se llaman ondas secundarias. Las ondas primarias viajan a través de materiales más a prisa que las ondas secundarias y se detectan antes. Un temblor de tierra medido en escala Richter se relaciona con la amplitud o la energía de las ondas sísmicas.

Las estaciones sísmicas alrededor del mundo monitorean estas ondas con instrumentos de detección sensibles que se llaman sismógrafos. Con estos datos, las trayectorias de las ondas a través de la Tierra se pueden transportar a mapas, que dan información sobre la estructura interior. El interior de la Tierra parece estar dividido en tres regiones generales: corteza, manto y núcleo, que tiene una parte sólida y una parte exterior líquida. Las posiciones de las fronteras de estas regiones se han determinado por la refracción o la desviación de las ondas.

Las ondas longitudinales pueden viajar a través de los sólidos o los líquidos, pero las ondas transversales sólo pueden viajar a través de los sólidos. Cuando ocurre un terremoto en una localidad determinada, las ondas primarias se detectan en el otro lado de la tierra y las ondas secundarias no se pueden detectar. La ausencia de ondas secundarias en una zona de sombra lleva a la conclusión de que la Tierra tiene una región cerca de su centro que está en la fase líquida.

De la lectura se puede inferir:

Su respuesta :

Las ondas detectadas por los sismógrafos dan información de la estructura interna de la tierra.

Correcto!

Responda verdadero o falso.

En la lectura se explica claramente la estructura interna de la tierra a partir de los tipos de ondas que se generan en ella.

Su respuesta :

Verdadero!

Correcto! En la lectura se hace referencia a dos tipos de ondas: Longitudinales y tranversales.

Trabajo

Trabajo.

James Clerk Maxwell definía el trabajo como el acto de producir un cambio en la configuración de un sistema, venciendo las fuerzas que se oponen a dicho cambio. La persona, animal o máquina que ejerza un trabajo sobre un cuerpo debe aplicar una fuerza y mover el objeto. La fuerza no necesariamente es constante, lo importante es que la fuerza debe aplicarse en la dirección de desplazamiento.

Trabajo debido a una fuerza constante.

El trabajo que es realizado sobre un cuerpo por una fuerza constante F al ser desplazado una distancia r se puede definir como,

En donde cos( ? ) es el coseno del ángulo que forman los vectores fuerza y desplazamiento.

En una dimensión el vector r se puede reemplazar por la distancia d , y de esta forma en una dimensión el trabajo realizado es de la forma:

El trabajo es una cantidad escalar, es decir que solo posee magnitud, pero no hace referencia a ninguna dirección o sentido.

Un hombre espera un autobus durante cinco minutos, sosteniendo un maletín que pesa 300 N a una altura fija de 1m sobre el suelo. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza ejercida por el hombre sobre la maleta?

Su respuesta :

O joules

Correcto

Ejemplos

Ejemplo: Trabajo sobre un bloque que es arrastrado.

El trabajo que se realiza por una fuerza constante F a lo largo de una línea recta una distancia d, se define como .

Como ya se ha visto es el producto punto entre dos vectores, la fuerza y el desplazamiento . De las propiedades del producto punto tenemos que el trabajo es igual a la multiplicación de la magnitud de los vectores por el coseno del ángulo que forman los dos vectores.

La única parte que efectúa un trabajo, de la fuerza aplicada, es la que se proyecta sobre la dirección

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