UNIDADES DE MADIDA

Todas las formas de la energía tienen las mismas unidades de medida.

La cinética, la potencial, el trabajo, la térmica, la interna, la eléctrica, la química, etc

Y en el sistema internacional es el el "julio" (Newton . m) .

Las ecuaciones de dimensión de las energías más usuales:

Ep = mgh = (gr.m/s2) .m = N.m = julio.

Ec = 1/2 (m.v2) = gr. m2 / s2 = N.m= julio

T= F.s = (gr. m/s2).m = N.m = julio.

Se define como el trabajo necesario que realiza una fuerza de 1 N cuando desplaza el punto de aplicación 1 m en la misma dirección.

Unidades de medida de energía

La unidad de energía definida por el Sistema Internacional de Unidades es el julio, que se define como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamiento de un metro en la dirección de la fuerza, es decir, equivale a multiplicar un Newton por un metro. Existen muchas otras unidades de energía, algunas de ellas en desuso.

Nombre Abreviatura Equivalencia en julios

Caloría

cal 4,1855

Frigoría

fg 4185,5

Termia

th 4 185 500

Kilovatio hora

kWh 3 600 000

Caloría grande

Cal 4185,5

Tonelada equivalente de petróleo

Tep 41 840 000 000

Tonelada equivalente de carbón

Tec 29 300 000 000

Tonelada de refrigeración

TR 3,517/h

Electronvoltio

eV 1,602176462 × 10-19

British Thermal Unit

BTU o BTu 1055,05585

Caballo de vapor por hora2

CVh 3,777154675 × 10-7

Ergio

erg 1 × 10-7

Pie por libra (Foot pound)

ft × lb 1,35581795

Foot-poundal3

ft × pdl 4,214011001 × 10-11

Cinemática

Magnitud física Símbolo Unidad SI

tiempo t s

posición x m

velocidad v m s-1

aceleración a m s-2

ángulo plano  rad

velocidad angular ω rad/s

aceleración angular α rad•s-2

radio r m

longitud de arco s m

área A, S m2

volumen V m3

ángulo sólido  sr

frecuencia f Hz

frecuencia angular (=2f)  s-1, rad s-1

Dinámica

Magnitud física Símbolo Unidad SI

masa m kg

momento lineal p kg m s-1

fuerza F N (= kg m s-2)

momento de una fuerza  N•m

momento de inercia I kg m2

momento angular L kg m2 s-1 rad (= J s)

energía E J

energía potencial Ep , V J

energía cinética Ek J

trabajo W J

potencia P W

densidad (masa)  kg m-3

presión p Pa

Termodinámica

Magnitud física Símbolo Unidad SI

calor Q J

trabajo W J

temperatura termodinámica T K

temperatura Celsius t oC

energía interna U J

entropía S J K-1

capacidad calorífica C J K-1

razón Cp / Cv  1

Electromagnetismo

Magnitud física Símbolo Unidad SI

carga eléctrica Q C

densidad de carga  C m-3

corriente eléctrica I, i A

densidad de corriente eléctrica j A m-2

potencial eléctrico V V

diferencia de potencial, voltaje V V

campo eléctrico E V m-1

capacidad C F

permitividad eléctrica  F m-1

permitividad relativa r 1

momento dipolar eléctrico p C m

flujo magnético  Wb

campo magnético B T

permeabilidad µ H m-1, N A-2

permeabilidad relativa µr 1

resistencia R 

resistividad   m

autoinducción L H

inducción mutua  H

constante de tiempo  s

Constantes fundamentales

Constante Símbolo Valor

Velocidad de la luz c 2.9979•108 m•s-1

Carga elemental e 1.6021•10-19 C

Masa en reposo del electrón me 9.1091•10-31 kg

Masa en reposo del protón mp 1.6725•10-27 kg

Constante de Planck h 6.6256•10-34 J•s

Constante de Avogadro NA 6.0225•1023 mol-1

Constante de Boltzmann k 1.3805•10-23 J•K-1

Constante de los gases R 8.3143 J•K-1•mol-1

Permitividad del vacío ε0 8.8544•10-12 N-1•m-2•C2

Permeabilidad del vacío μ0 1.2566•10-6 m•kg•C-2

Constante de gravitación G 6.670•10-11 N•m2•kg-2

Aceleración de la gravedad a nivel del mar g 9.7805 m•s-2

Fuente: Alonso M, Finn E. Física. Fondo Educativo Interamericano (1971)

Energia potencial = mgh (se multiplican)

considerando que:

m: masa

g: gravedad (aceleración)

h: altura

Energia mecanica, potencial & cinetica Presentation Transcript

• 1. Alumnos:*Campos Lecuona Alexis*Carrizales Hernández Arely Maestro: Ernesto*Galván Villa fuerte Ernesto Yáñez Segura*Gutiérrez Rmz. Carlos David*Ibarra Abundis Diana Laura Física 1*Segura Rosas Alejandro*Silva Sánchez Eder Paolo 4av-informatica

• 2. ENERGÍA MECÁNICA La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. La energía mecánica se deriva de la energía cinética y energía potencial

• 3.  En la mecánica suele decirse que la energía representa “ la capacidad de producir un trabajo” Demostración de la ecuación de la energía mecánica. Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo: Em = ½ m . v2 + m . g . h Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton: F=m.a Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración. También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con aceleración y una de sus fórmulas que lo demuestran vf2 = vo2 + 2 . a . Δx Se parte de un cuerpo que desciende por un plano inclinado liso. La fuerza que provoca la aceleración con que desciende es la componente x del peso Px Se aplica la ley de Newton:

• 4. Fx = m . a que conlleva m . g . sen b = m . a La relación entre las velocidades vf y vo del cuerpo cuando se encuentra a unas alturas hf y ho es: vf 2 = vo2 + 2 . a . Δx que conlleva a = (vf2 – vo2)/ 2 . Δx Al introducir esto en la segunda ley de Newton: m . (vf2 – vo2)/ 2 . Δx = m . g . sen b Como ho – hf = Δx . sen b m . (vf2 – vo2)/ 2 = m . g . (ho – hf) y separando los momentos inicial y final: ½ m . vo2 + m . g . ho = ½ m . vf2 + m . g . hf Esto permite afirmar: La energía mecánica de un cuerpo en un instante del movimiento Eo es igual a la de cualquier otro Ef. La energía mecánica se mantiene constante.

• 5.  Conservación de la energía mecánica. Si no hay rozamiento la energía mecánica siempre se conserva. Si un cuerpo cae desde una altura se producirá una conversión de energía potencial en cinética. La pérdida de cualquiera de las energías queda compensada con la ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las energías potencial y cinética en un punto será igual a la de otro punto. Em = cte

• 6.  Ejemplo CALCULAR LA ENERGÍA MECÁNICA DEL CARRITO EN EL PUNTO A.

• 7. La energía mecánica del carrito en el punto A va a ser la sumade las energíascinética y potencial.

• 8. Energía Cinética La energía cinética llamada energía en movimiento es la energía que posee un cuerpo de masa 2m” y con una velocidad “v” es dada por la siguiente expresión. Ec= mv2 2Donde:Ec= Energía cinéticaM= MasaV= Velocidad del móvil

• 9.  Es un error común creer que por movimiento se habla de movimiento lineal v. existe también el movimiento angular w, y no puede ser ignorado. Desde un punto de vista formal, la energía cinética es el trabajo necesario para acelerar una partícula desde una velocidad (angular y lineal) nula hasta una velocidad (angular y lineal) dada.

• 10.  La energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = (1/2)mv2 donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación E = (ma)d donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer. Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética

• 11.  La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación: E=( 1/2 )mv2Donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado.El valor de E también puede derivarse de la ecuación:E= (ma)dDonde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera.

• 12.  La energía cinética, es la parte de la energía mecánica de un cuerpo y corresponde al trabajo o alas transformaciones que un cuerpo puede producir, debido a su movimiento, es decir, todos los cuerpos en movimiento tienen energía cinética, cuando esta en reposo, no tiene energía cinética. Esta capacidad de realizar

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