Enercia Mecanica

Tipos de energía potencial.

Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.

Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor. Toda sustancia capaz de realizar trabajo por acción química posee energía potencial. Hay energía potencial en los combustibles fósiles, en las baterías eléctricas y en los alimentos que se ingieren.

Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara.

En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías como por ejemplo la piedra que cae desde un edificio: tiene energía potencial porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos la irá perdiendo (disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad, que cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad.

Las energías cinética y potencial se transforman entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en determinadas condiciones permanece constante.

Demostración de la ecuación de la energía mecánica.

Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo:

Em = ½ m . v2 + m . g . h

Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton:

F = m . a

Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración.

También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con aceleración y una de sus fórmulas que lo demuestran

vf2 = vo2 + 2 . a . Δx

Se parte de un cuerpo que desciende por un plano inclinado liso. La fuerza que provoca la aceleración con que desciende es la componente x del peso Px

Se aplica la ley de Newton:

Fx = m . a que conlleva m . g . sen b = m . a

La relación entre las velocidades vf y vo del cuerpo cuando se encuentra a unas alturas hf y ho es:

vf 2 = vo2 + 2 . a . Δx que conlleva a = (vf2 – vo2)/ 2 . Δx

Al introducir esto en la segunda ley de Newton:

m . (vf2 – vo2)/ 2 . Δx = m . g . sen b

Como ho – hf = Δx . sen b

m . (vf2 – vo2)/ 2 = m . g . (ho – hf)

y separando los momentos inicial y final:

½ m . vo2 + m . g . ho = ½ m . vf2 + m . g . hf

Esto permite afirmar: La energía mecánica de un cuerpo en un instante del movimiento Eo es igual a la de cualquier otro Ef. La energía mecánica se mantiene constante.

Conservación de la energía mecánica.

Si no hay rozamiento la energía mecánica siempre se conserva.

Si un cuerpo cae desde una altura se producirá una conversión de energía potencial en cinética. La pérdida de cualquiera de las energías queda compensada con la ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las energías potencial

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