Energía

Energía

Docente: Edward Isaac Gonzales Santa Cruz

​Si analizamos nuestro entorno observamos que en la naturaleza existen diversos tipos de movimiento e interacción.

​Movimiento mecánico

​Movimiento térmico

​Movimiento orientado del aire

​Interacción eléctrica.

​Interacción nuclear

​Interacción gravitatoria

​Para medir estas diversas formas de movimiento e interacción definimos una magnitud física denominada Energía.

La Energía es una magnitud física escalar que mide las diversas formas de movimiento e interacción que se manifiestan en la naturaleza. ​

​Principio de Conservación de energía

​"La energía no se crea, ni se destruye; tan solo se transforma y se puede transferir de un cuerpo a otro."

​a. Energía Cinética ( 𝑬_c)

​Es la medida escalar del movimiento mecánico de un cuerpo o partícula.

​Matemáticamente:

​

​Donde:

m: masa del cuerpo, en kg

𝑣: rapidez del cuerpo, en m/s

​Unidad en el S.I. Joule (J)

Multiple Choice

Calcule la energía cinética de un balón de 0,5 kg, que es lanzado con una rapidez de 20 m/s

• 100 J

• 400 J

• 200 N

• 200 J

​b. Energía Potencial Gravitatoria. ( 𝑬_PG)

Es la medida escalar de la interacción entre la Tierra y un cuerpo que esta en sus inmediaciones.

“En forma práctica lo asociamos al cuerpo cuando esta a cierta altura respecto a un nivel de referencia”

​Donde:

m: masa del cuerpo, en kg

g: aceleración de la gravedad, en m/s²

​ℎ: altura desde N.R. al C.G. del cuerpo, en m.

​Unidad en el S.I. Joule (J)

Multiple Choice

Calcule la energía potencial gravitatoria de la barra de 3 kg. Si su C.G. se encuentra a 5 m respecto del piso.(𝑔 = 10 𝑚/𝑠²).

• 450 N

• 150 J

• 350 W

• 255 J

​b. Energía Potencial Elástica. ( 𝑬_PE)

Es aquella energía asociada a un cuerpo elástico en virtud a su deformación longitudinal. Esta energía mide las interacciones entre las partes del cuerpo elástico cuando están deformados.

Matemáticament:

​Donde:

K: constante de rigidez del resorte, en N/m

𝑥: deformación del resorte, en m.

​Unidad en el S.I. Joule (J)

Multiple Choice

Si el resorte es de 60 cm de longitud natural. Para el instante mostrado, calcule la energía potencial elástica del resorte.( K = 100 N/m )

• 60 J

• 4 J

• 20 J

• 2 J

​ENERGÍA MECÁNICA

​Viene a ser la energía total asociada a un cuerpo o sistema, la cual es consecuencia del movimiento mecánico y las interacciones. Matemáticamente es la suma de la energía cinética y potencial que presenta.

Multiple Choice

Determine la energía mecánica del sistema esfera-resorte, si la esfera es de 3 kg y en el instante mostrado el resorte está estirado 10 cm.(𝐾 = 1000 𝑁/𝑚; 𝑔 = 10 𝑚/𝑠²).

• 150 J

• 161 J

• 6 J

• 5 J

Fuerza conservativa​

​En mecánica hay dos fuerzas que cumplen con estas características: la fuerza de gravedad y la fuerza elástica.

​Una fuerza es conservativa si su trabajo desarrollado sobre un cuerpo, no depende de la trayectoria que siga; sino más bien de la diferencia de las energías potenciales inicial y final.

​NOTA:

​En mecánica hay dos fuerzas que cumplen con estas características: la fuerza de gravedad y la fuerza elástica.

Multiple Choice

Un bloque de 4kg es llevado mediante una fuerza, determine el trabajo realizado mediante la fuerza de gravedad al trasladar al bloque de A hasta B, (g=10m/s²)

• -160 J

• 150 J

• -140 J

• 130 J