6. Tipos de Energía

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.