Institución
Educativa Simón Bolívar
Área de Ciencias
Naturales (Física)
Docente Juan
David Yepes Hoyos – Grado Sexto
Tipos de Energía
La energía mecánica de
un cuerpo o de un sistema físico es la suma de su energía cinética y la energía potencial. Se trata de una magnitud relacionada con
el movimiento de los cuerpos y con las fuerzas de origen
mecánico, como son la fuerza gravitatoria y la de origen elástico, cuyo principal
exponente es la Ley de Hooke. Ambas son fuerzas conservativas.
La energía mecánica asociada al
movimiento de un cuerpo es la energía cinética, que depende de su masa y de su velocidad. En cambio,
la energía mecánica de origen potencial o energía potencial, tiene su origen en las fuerzas conservativas,
proviene del trabajo realizado por éstas y depende de su masa y de su posición.
El principio de conservación de la
energía relaciona ambas energías y expresa que la suma de ambas energías, la energía potencial y la energía cinética de un cuerpo o un sistema físico, permanece
constante. Dicha suma se conoce como la energía mecánica del cuerpo o del
sistema físico.
Sin embargo, en los sistemas
reales, las fuerzas no conservativas, como las fuerzas de fricción,
están presentes y no se verifica la conservación de la energía mecánica de
manera rigurosa. No obstante, si la magnitud de las fuerzas de fricción es
despreciable en relación a las fuerzas de origen conservativo, la energía
mecánica del cuerpo se modifica poco y su conservación se aplica como buena
aproximación. Cuando las fuerzas de fricción son apreciables, debe aplicarse un
principio de conservación de energía más general, donde se incluya el trabajo
debido a las fuerzas de fricción. En el cálculo de la energía mecánica de un
sistema físico o en la aplicación del principio de conservación de la energía,
es determinante conocer el tipo de fuerzas, conservativas o no conservativas, a
las que está sujeto el sistema físico, así como el entorno en el que se
aplican.
Principio de conservación de la
energía
La conservación de la energía es una ley que permite
realizar un balance de la energía de un sistema físico cuando interacciona con
su entorno antes y después de la interacción. El balance de la energía del
sistema en todas sus manifestaciones, de origen eléctrico, gravitatorio,
químico ... no varía, permanece constante. Si bien puede convertirse de una
forma de energía en otra. Constituye una ley o principio de conservación que se
cumple en la naturaleza y que impone restricciones en la evolución de los sistemas
físicos al igual que sucede con otros principios de conservación de la física. Para que esta ley sea aplicable hay que tener en cuenta
tanto la energía que entra como la que sale del sistema.
Por ejemplo, si un bloque está cayendo por una rampa y hay
rozamiento, la energía mecánica inicial del bloque no será igual a la final ya
que parte de esa energía mecánica inicial se habrá disipado en forma del calor
en la rampa y en el propio bloque, debido al rozamiento del bloque con la
rampa. La energía disipada será la diferencia de la energía mecánica inicial
menos la energía mecánica final del bloque. Si se incluyen las fuerzas no
conservativas de fricción, el principio de conservación de la energía expresa
que la suma de la energía mecánica disponible por el bloque antes se su
recorrido por la rampa, es igual a la energía mecánica del bloque después de su
recorrido más la energía que pierde debido a la fricción. Es decir, el
principio de conservación de la energía en su sentido más general, incluye toda
la energía disponible del sistema (el bloque), en un instante y una posición
dados, incluida la energía intercambiada por el sistema al exterior o con otros
cuerpos del entorno.
La energía
tiene diferentes unidades de medida tales como las calorías (cal) o los Julios
(J).
La energía
cinética depende de la masa y velocidad del cuerpo. Ec = (1/2) mV2
La energía
potencial depende de la masa y la altura. Ep =mgh
TALLER TIPOS DE ENERGÍA
Con base en
la lectura, responder las siguientes preguntas:
1. En
términos de física- ¿Qué es la energía?
2. ¿Cómo
podemos calcular la energía mecánica de un cuerpo?
3. ¿A qué se
refiere el principio de conservación de la energía? Mencione un ejemplo.
4. Explique
de manera breve y concreta:
a. ¿Qué es y
de que depende la energía cinética?
b. ¿Qué es y
de qué depende la energía potencial gravitacional?
5. Teniendo
en cuenta los diferentes tipos de energía, explica por qué cuando un objeto se
mueve muy rápido sobre una superficie rugosa, tanto el objeto como la
superficie se calientan.
