ENERGIA CINETICA. (Ec)

ENERGIA CINETICA. (Ec)

Una piedra en movimiento puede hacer caer un cuerpo de un árbol, un mazo en movimiento puede tumbar una pared, un camión en movimiento puede derrumbar un edificio: estos son ejemplos de cómo los cuerpos en movimiento pueden realzar trabajo, es decir, poseen energía.

La energía que tienen los cuerpos debido al movimiento se denomina ENERGIA CINETICA (Ec). Ésta energía se puede definir como la energía mecánica de un sistema que depende de su estado de movimiento.

La energía cinética de un cuerpo que se mueve con gran velocidad, se determina mediante el trabajo necesario para que el cuerpo obtuviese la velocidad que tiene. Otra forma de medir la energía cinética de un cuerpo en movimiento es midiendo el trabajo necesario para llevar el cuerpo al reposo.

En vista que la energía cinética de un cuerpo es igual al trabajo que ha realizado la fuerza para alcanzar una rapidez determinada, concluimos que la energía cinética del cuerpo en cualquier punto estará dada por la siguiente expresión:

Ec= ½ mV2

Si ahora consideramos que sobre un cuerpo que se mueve con rapidez inicial (Vo) se le aplica una fuerza F, de tal manera que después de recorrer una distancia Δd, alcanza una rapidez final (Vf), el trabajo realizado por la fuerza se utilizó para cambiar la rapidez del cuerpo, es decir, en cambiar su energía cinética.  Por lo tanto, se aplica el concepto del teorema del trabajo-energía, que dice: “El trabajo total que una fuerza realiza es igual al cambio en la energía cinética del cuerpo sobre el cual actúa la fuerza”. De este teorema se desprende que la energía cinética que una partícula pierde, se transformará en trabajo.  Utilizamos la siguiente expresión:

W= F Δd = ΔEc = Ecf – Eco

W= ½ mVf2 – ½ mVo2

ENERGÍA POTENCIAL.

La energía que posee un sistema en función de su posición o condición se denomina Energía Potencial (Ep).  Dicha energía señala que debe existir un potencial energético capaz de producir trabajo. En los sistemas mecánicos la energía potencial tiene asociada una fuerza que se denomina FUERZA CONSERVATIVA. Una fuerza se considera conservativa cuando el trabajo realizado por ésta fuerza sólo depende de la posición inicial y final del cuerpo, es decir que no depende de la trayectoria que éste sigue, cuando se desplaza entre los puntos extremos del recorrido.

ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA. (Eg)

Si elevamos un cuerpo de masa (m) a una altura (h) sobre el suelo, se le aplica una fuerza (F) que es igual a su peso, el cuerpo se elevará a velocidad constante.  Bajo estas condiciones, el trabajo realizado por la fuerza aplicada será W= F d.  Como la fuerza aplicada es igual al peso del cuerpo, y el desplazamiento es igual a la altura que se eleva entonces tenemos que W = P.h.  Por lo anterior expuesto tenemos que el trabajo   necesario para elevar un cuerpo será igual a W = mgh, Esta expresión es utilizada para calcular la energía potencial gravitatoria.

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