LA ENERGÍA EN MOVIMIENTO
🔍¿Porqué es importante la energía?
🔍La energía en la vida cotidiana.
La energía es la capacidad de realizar trabajo o producir cambios físicos. Estas se conserva en los procesos, transformándose de una forma a otra sin desaparecer. por tanto, se trata de una propiedad fundamental de los sistemas físicos, que se manifiesta en distintas formas: cinética, potencial, térmica, eléctrica, química, entre otras.
En un sistema, la energía puede fluir, transferirse y transformarse. por ejemplo, en un sistema mecánico, la energía puede convertirse de potencial a cinética y viceversa.
🔍¿Qué es la energía?
🔍¿Qué es la energía cinética?
🔍¿Qué es la energía potencial gravitacional?
Energía mecánica
Ejemplo: Imagina que juegas voleibol. Al lanzar el balón hacia arriba, transfieres energía cinética (debido al movimiento de tus brazos y manos) al balón. A medida que el balón asciende, esta energía cinética se convierte en energía potencial (debido a la altura que alcanza). En el punto más alto, toda la energía cinética se ha convertido en energía potencial. Cando el balón comienza a caer, esta energía potencial se convierte de nuevo en energía cinética hasta que el balón toca el suelo o es atrapado.
En los sistemas eléctricos, la energía eléctrica puede transformarse en luz, calor o movimiento.
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| Energía eléctrica. |
Ejemplo: Cuando trabajas en una computadora, la energía eléctrica proveniente de la batería de la computadora o de la red de suministro de electricidad se transforma en otras formas de energía; parte de esta energía se convierte en luz (a través de la pantalla del dispositivo) o en calor ( generado por el procesador y otros componentes internos), y en movimiento (en el caso de partes móviles como el ventilador del sistema de enfriamiento).
De igual forma, la energía en un sistema puede también dispararse, como en el caso de la energía térmica perdida en el ambiente.
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| Energía térmica |
Ejemplo: Cuando se calientan tortillas en un comal sobre leña, la energía térmica se transfiere del fuego de la leña al comal y de ahí a la tortilla, aumentando su temperatura. Parte de esa energía térmica se disipa al ambiente, especialmente en forma de calor radiante desde la superficie del comal y el humo o vapor que puede emanar de la tortilla al calentarse. En el proceso, una fracción de la energía térmica se pierde en el ambiente, un fenómeno que es especialmente notable cuando la tortilla empieza a dorarse o a emitir un ligero humo.
LA ENERGÍA PUEDE TRANSFERIRSE ENTRE DOS SISTEMAS POR CONTACTO.
Cuando interaccionan, los objetos intercambian energía de diversos modos, lo que es fundamental para el funcionamiento de todo, desde máquinas simples hasta ecosistemas complejos. La energía puede transferirse de un cuerpo en movimiento a otro, estático o en movimiento también cuando colisionan.
🔍Transformación y transmisión de la energía. Conservación de la energía.
🔍¿Qué es el sistema internacional de unidades?
🔍Concepto de Potencia.
MOVIMIENTO.
🔍¿Qué es el movimiento?
🔍¿Qué es movimiento, trayectoria, distancia y desplazamiento?
🔍Velocidad, rapidez y aceleración.
Es la longitud total del camino recorrido.
Desplazamiento.
Es la longitud entre la posición inicial y final del objeto.
Nos indica a qué tasa se produce el cambio de posición de un objeto con respecto al tiempo.
Velocidad.
Indica, a qué tasa se produce el cambio de posición de un objeto con respecto al tiempo, incluyendo la dirección del movimiento.
El movimiento macroscópico se sujeta a las leyes de la mecánica clásica, establecidas en las leyes de Isaac Newton:
Primera ley.
Llamada ley de la inercia. Un objeto permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
Segunda ley.
La fuerza neta aplicada a un objeto es igual al cambio de su momentum (cantidad de movimiento) por unidad de tiempo.
F = m * a
Tercera ley.
Por cada acción hay una reacción de igual magnitud, pero en sentido opuesto.
Movimiento en una y dos dimensiones.
Movimiento en una dimensión.
Implica que las partículas se mueven a lo largo de una línea recta y pueden moverse en una sola dirección, en cualquiera de dos sentidos, opuestos entre sí, sobre la misma línea recta. Las variables importantes son la posición, la velocidad (puede ser constante o cambiar -aceleración-), la aceleración y el tiempo; la dirección del movimiento es fija.
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Movimiento en dos dimensiones.
Las partículas se mueven en un plano, pueden moverse en dos direcciones diferentes (como en el movimiento parabólico donde el objeto se mueve simultáneamente de forma horizontal y vertical). En este movimiento se consideran dos componentes que actúan al mismo tiempo e involucran vectores para describir la magnitud y la dirección del movimiento.
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Cantidad de movimiento de un cuerpo.
Cuando un cuerpo se mueve, adquiere una propiedad llamada cantidad de movimiento o momentum y se puede calcular:
🔍Conservación del momento lineal.
"En un sistema cerrado y aislado, la cantidad de movimiento total, permanece constante antes y después de cualquier interacción"
La energía que tiene un cuerpo en movimiento (energía cinética), puede transferirse a un cuerpo estático mediante el contacto directo o colisión; una parte de esa energía se transfiere al aire circundante en el momento del choque, produciendo un sonido, fricción, aumento de temperatura, etc. Estas transferencias de energía pueden ser tan pequeñas que llegan a ser nulas y se les llama choques elásticos. Al final, la energía cinética se habrá repartido entre los cuerpos que colisionan, pero la cantidad de esta energía no cambia, por tanto, se dice que se conserva la energía.
En los choques inelásticos una parte significativa de la energía cinética se transforma en otras formas de energía como en la deformación de los cuerpos y la utilizada para aumentar la temperatura.
Independientemente si un choque es elástico o inelástico, la cantidad total momentum del sistema, se conserva siempre que no actúen fuerzas externas.
🔍¿Cuáles son los tipos de energía?
