Energia y trabajo

Energia y trabajo:

ENERGÍA

La energía es la cantidad escalar y a menudo se describe como la capacidad para llevar a cabo un trabajo. Se presenta de muchas formas: eléctrica, química, nuclear, mecánica.

Cuando se aplica una fuerza (F) a un cuerpo de modo que se pueda desplazar a lo largo de una distancia (s), el trabajo realizado sobre el cuerpo o energía empleada es

W = F s

F = fuerza

s = distancia

La fuerza se expresa en newtons, la distancia en metros y la energía en joulios.

Energía Cinética

La Energía Cinética (KE), como implica su nombre es la energía del movimiento, se hace una distinción entre dos tipos de Energía Cinética, llamado Energía Cinética de Traslado y Energía Cinética de Rotación.

La cantidad de Energía Cinética de Traslación (TKE) en un cuerpo en movimiento se determina por medio de

TKE=12 mv2

m= masa

v= velocidad

Es decir, la energía cinetica de traslado equivale a la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad.

El análogo angular de esta ecuación define la Energia Cinetica de Rotacion (RKE):

RKE=12 Iw2

I= Inercia

w= velocidad angular

Es decir, la energía cinética de rotación equivale a la mitad del momento de inercia por el cuadrado de la velocidad angular.

ENERGIA POTENCIAL

La energía potencia (PE) se conoce como energía gravitoria o energía de posición. De acuerdo con esto se define por

PE = peso x altura

(Es decir, a la altura relativa a la posición de referencia) o

PE = mgh

Donde mg es el producto de la masa y la aceleración gravitoria (g) para obtener la fuerza gravitacional o peso, y (h) es la altura de la masa (m) en relación con un nivel de referencia escogido (que por regla general suele ser la superficie de la tierra).

Un objeto tiene energía cuando está en movimiento, pero también puede tener energía potencial, que es la energía asociada con la posición del objeto.

EJEMPLOS DE ENERGIA CINETICA Y ENERGIA POTENCIAL

1.-Un horno de microondas de 12 Kg se empuja para subirlo 14 m de una superficie de una rampa inclinada 37° sobre la horizontal aplicando una fuerza constante de 120 N y paralela a la rampa. El coeficiente de fricción cinética entre el horno y la rampa es de 0.25.

a) ¿Qué trabajo realiza la fuerza sobre el horno?

b) Calcule el aumento de energía potencial del horno.

T = F s

T = (120 N) (14 m) = 1680 J

PE=(12

Kg) (9.8 m/s2) (14 m) (sen 37º) = 990.83 J

2.- ¿Qué energía cinética alcanzará un cuerpo de masa 350 kg si posee una velocidad de 40 m/s?.

TKE=12 mv2

TKE=12 350kg(40m/s2

TKE=280.000 J

TR

Cuando actúa sobre un objeto que se mueve a través de una distancia y existe una componente de la fuerza a lo largo de la línea de movimiento. Si la fuerza es constante, en una sola dimensión el trabajo realizado es igual a la fuerza multiplicada por la distancia.

T=F s

EJEMPLOS DE TRABAJO

1.-Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º, 90º, 135º, 180º.

T = Fx Cos Ө s

2.- Se ejerce una fuerza de 12 N sobre un bloque bajo un ángulo 20°, como indica en la figura.¿ Que trabajo realiza sobre el bloque, si este se desplaza 3m a lo largo de la mesa?

T = Fx Cos Ө s

T = 33.82 J

2. historia y descubrimiento de la electricidad

ELECTRICIDAD Y SOCIEDAD

En un reciente simposio internacional sobre Historia de la Técnica, en la Universidad Politécnica de Cataluña, Robert

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