Embedded Files
ENERGÍA (I)
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
La energía es una magnitud de difícil definición, pero de gran utilidad.
Para ser exactos, podríamos decir que más que de “energía” (en sentido general), deberíamos hablar de distintos tipos de energías, cada una de ellas definida convenientemente.
De forma general podríamos decir:
· Es necesario transferir (dar o quitar) algún tipo de energía a un sistema para que se produzcan cambios en el mismo.
· Todo sistema que tenga capacidad para producir cambios, tiene energía de alguna clase.
Helmholtz en 1847 enuncia lo que se considera una de las leyes fundamentales de la Física: la Ley de Conservación de la Energía (LCE)
La energía no se puede crear (sacar de la nada) ni destruir (aniquilar, hacerla desaparecer). Únicamente se puede transformar de una forma a otra.
Si queremos disponer de determinada cantidad de una forma de energía sólo lo podremos conseguir transformando una cantidad equivalente de otra forma de energía.
Una de las formas fundamentales de la energía es la energía cinética.
Se denomina energía cinética a la que poseen los cuerpos en movimiento. Depende de la masa y de la velocidad y se define como:
La unidad S.I de energía es el julio (J) que toma el nombre de James P. Joule, físico del siglo XIX autor de numerosos estudios sobre el calor.
De esta manera un cuerpo de 2 kg de masa que se mueva con una velocidad de 1 m/s tiene una energía cinética de 1 J
Las fuerzas al actuar sobre los cuerpos producen cambios en su velocidad (aceleraciones). Por tanto, transfieren energía cinética a los cuerpos.
La energía cinética transferida por una fuerza se transforma en trabajo realizado y se puede calcular aplicando la siguiente ecuación:
W = F . e. cos a
Donde:
W = Energía cinética transferida al cuerpo. Se le da el nombre de trabajo de la fuerza F.
F = Fuerza aplicada.
e= Espacio recorrido.
cos a = Coseno del ángulo formado por la fuerza y el sentido del desplazamiento.
El trabajo también se mide en Julios (J).
Ejemplo1
Determinar el tipo de energía del cuerpo de la figura (m = 400 g) en el estado inicial, en el final y su velocidad después de recorrer 5 m. La fuerza F tiene un valor de 6 N.
Ejemplo 2
Realiza un balance de energía para el cuerpo indicado en la figura (m = 1500 g). La fuerza indicada es la fuerza de rozamiento. Calcula la velocidad al final del recorrido:
El trabajo de la resultante de varias fuerzas es igual a la suma de los trabajos de dichas fuerzas.
En muchas ocasiones tan importante como saber la cantidad de energía dada o quitada a un sistema es conocer la rapidez con la que esta energía es transferida.
Para poder medir la rapidez con la que la energía se transfiere se define la potencia como la energía transferida (o trabajo realizado) por unidad de tiempo.
P = E / t
La unidad de potencia en el S. I. es el Julio/s, llamado watio ( en honor de James Watt), aunque en la práctica también se usa el caballo de vapor (CV)
1 CV = 735 W
Según lo dicho, una bombilla (ideal) de 100 W será capaz de generar energía luminosa (de transformar la energía eléctrica en energía luminosa) a razón de 100 J por segundo.
Ejemplo 5
Comparar la energía consumida por una bombilla de 100 W y una de 40 W.
Ejemplo 6
Un automóvil de masa 1.000 kg es capaz de aumentar su velocidad de cero a 100 km/h en 8,0 s. Calcular su potencia en watios y en C.V.
Google Sites
Report abuse