Conservación de la Energía

Conservación de la Energía

Física

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Índice

· INTRODUCCIÓN

· TIPOS DE ENERGÍA

· ENERGÍA CINÉTICA

· ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL

Índice

· ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

· CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

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01

Introducción Energía

La palabra energía derivada del griego en = dentro y ero = trabajo, significa la capacidad para producir trabajo.

Una de las características más importantes de la energía , es la variedad de las formas de presentación, hay una energía en cuerpos que se mueven, pero también lo hay en los que no se mueven.

Indice

Energía Cinética

Energía Potencial Gravitacional

Energía Potencial Elástica

Energía Química

Es la que tienen los cuerpos en un movimiento de traslación o rotación.

Es la que tienen los combustibles.

Es la que tienen los cuerpos a determinada altura con respecto a un plano de referencia.

Es la que tiene resorte cuando está estirado o comprimido.

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Energía Solar

Energía Geotermal

Energía Aehólica

Energía Hidráulica

Es la que nos proporciona el sol en forma luminosa o calórica.

Es la que nos proporciona el viento.

Es la que tiene el interior de la tierra en forma de calor, principalmente en las zonas volcánicas.

Es la que tiene el agua cuando está en suelo irregular.

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ENERGÍA CINÉTICA

• El cuerpo de la figura tiene una masa m y está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Si ejercemos sobre el una fuerza horizontal y constante F, la velocidad del cuerpo irá aumentando constantemente y al cabo de cierto tiempo habrá recorrido una distancia x:

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ENERGÍA CINÉTICA

ENERGÍA CINÉTICA

• Se define a la energía cinética diciendo que es la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo en virtud de su rapidez.

De la ecuación de la energía cinética podemos concluir:

• La energía cinética es directamente proporcional a la masa del cuerpo
• La energía cinética es directamente proporcional al cuadrado de la rapidez del cuerpo.
• La energía cinética no depende de la dirección en la que se está moviendo el cuerpo

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UNIDADES

La energía cinética es una magnitud escalar cuyas unidades son las mismas del trabajo:

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ENERGÍA CINÉTICA

Variación de energía Cinética: el cuerpo de la figura tiene una masa m y una velocidad 𝑉_𝐴 en el instante que empieza a actuar la fuerza horizontal y constante F. la velocidad del cuerpo irá aumentando constantemente y al cabo de cierto tiempo habrá recorrido una distancia x:

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ENERGÍA CINÉTICA

Esto nos demuestra que el trabajo realizado por la fuerza que actúa sobre el cuerpo es igual a la variación de su energía cinética.De la ecuación podemos concluir: Si 𝑉𝐴 > 𝑉𝐵, la ∆𝐸𝑐 es una cantidad positiva y la fuerza neta aplicada realiza un trabajo positivo. Por consiguiente la energía cinética ha aumentado, la fuerza neta aplicada está a favor del movimiento y la partícula tiene movimiento acelerado. Si 𝑉𝐴 < 𝑉𝐵, la ∆𝐸𝑐 es una cantidad negativa y la fuerza neta aplicada realiza un trabajo negativo. Por consiguiente la energía cinética ha disminuido, la fuerza neta aplicada está en contra del movimiento y la partícula tiene movimiento retardado. Si 𝑉𝐴 = 𝑉𝐵, la ∆𝐸𝑐 es nula y la fuerza neta aplicada no realiza trabajo. Por consiguiente la energía cinética permanece constante y la partícula tiene movimiento uniforme.

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ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL

• El cuerpo de la figura tiene una masa m y se mueve verticalmente por la acción de su propio peso (mg), desde el punto A hasta el punto B situado en el nivel de referencia.

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ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL

El trabajo efectuado por el peso sobre el cuerpo es:

Expresión que representa la energía potencial gravitacional del cuerpo en el instante que tiene una altura h con respecto a un nivel arbitrario de referencia

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ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL

Se define a la energía potencial gravitacional como la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo en virtud de su posición. No existe un nivel de referencia fijo para calcular la energía potencial gravitacional, razón por la cual podemos tomar cualquier nivel como referencia. Se considera que todos los niveles de referencia son horizontales. El signo de la energía potencial y su valor absoluto dependen de la elección del nivel de referencia. Si el cuerpo se encuentra sobre el nivel de referencia, la energía es positiva. Si el cuerpo se encuentra bajo el nivel de referencia, la energía es negativa. De la ecuación podemos concluir que:

• La energía potencial gravitacional es directamente proporcional a la masa del cuerpo.
• La energía potencial gravitacional es directamente proporcional a la posición del cuerpo, respecto a un nivel de referencia.

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UNIDADES

La energía potencial gravitacional es una magnitud escalar cuyas unidades son las mismas del trabajo:

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ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

• El cuerpo de la figura tiene una masa m, esta inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal sin rozamiento y esta sujeta al extremo de un resorte que estiramos y dejamos en libertad.

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ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

• Cuando el resorte está deformado (estirado o comprimido), aparece una fuerza elástica (F) que tiende a restablecer las dimensiones iniciales del mismo.
• Esta fuerza elástica que surge al deformar un resorte, es directamente proporcional a la deformación y es de sentido contrario al desplazamiento (Ley de Hooke)

• En el gráfico fuerza-deformación de un resorte, k es una constante elástica positiva que depende de las características del resorte, x es la diferencia entre la longitud deformada y la longitud original del resorte.

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ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

Este es un caso de trabajo de fuerza variable, que gráficamente está representada por el área bajo la curva del diagrama fuerza-deformación

Expresión que representa la energía potencial elástica adquirida por un resorte al deformarle (comprimirle o estirarle):

Se define a la energía potencial elástica, diciendo que es la capacidad que tiene un resorte para producir trabajo en virtud de su deformación.

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

De la ecuación podemos concluir que: La energía potencial elástica es directamente proporcional a la constante elástica del resorte La potencial elástica es directamente proporcional a la deformación al cuadrado.

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UNIDADES

La energía potencial elástica es una magnitud escalar cuyas unidades son las mismas del trabajo

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CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Energía Mecánica La energía mecánica de un cuerpo en un punto dado, es la suma de las todas las energías

Las diferentes formas de energía que tiene un cuerpo, pueden cambiar durante el proceso, pero la cantidad total de energía del sistema permanece constante. Por ejemplo: en una planta hidraúlica, la energía mecánica se transforma en energía eléctrica; en un vehículo la energía térmica se transforma en energía mecánica; en un taladro la energía eléctrica se transforma en energía mecánica, etc. En todas las transformaciones no hay creación, ni destrucción de energía, la cantidad total de energía que interviene permanece constante. Este análisis nos lleva a concluir en una ley conocida como el Principio de Conservación de la Energía, que dice: La energía no se crea, ni se destruye, únicamente se transforma.

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CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Fuerzas ConservativasSon aquellas cuyo trabajo para mover una partícula entre dos puntos A y B, no depende de la trayectoria seguida por la partícula, depende de la posición inicial A y final B Por ejemplo cuando un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba y regresa a su posición inicial, la fuerza que actúa sobre el cuerpo es el peso dirigido hacia abajo. El trabajo realizado por esta fuerza (peso) cuando el cuerpo se mueve hacia arriba es W= -mgh y cuando se mueve hacia abajo es W= mgh. El trabajo neto es la suma de los trabajos parciales y en este caso es cero. El trabajo realizado por estas fuerzas en una trayectoria cerrada (ida y vuelta) es cero. Ejemplos de fuerzas conservativas son el peso del cuerpo, la fuerza clásica, la fuerza electrostática.

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CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Fuerzas No ConservativasSon aquellas cuyo trabajo para mover una partícula entre dos puntos A y B, depende de la trayectoria seguida por la partícula, Estas fuerzas pueden ser activas (a favor del movimiento) o resistivas (en contra del movimiento). Cuando un cuerpo esta sometido a la acción de la fuerza de rozamiento, no se cumple el Principio de Conservación de la Energía Mecánica. Este no cumplimiento es aparente, porque el rozamiento de un cuerpo con otro produce el calentamiento de ambos cuerpos y existe un aumento en la energía interna de los cuerpos. Por ejemplo si lanzamos un cuerpo hacia arriba de un plano inclinado con coeficiente de rozamiento diferente de cero veremos que el cuerpo avanza una distancia a lo largo de él, luego se detiene y posteriormente acelera hacia abajo, obervando que la energía cinética del cuerpo al pasar por la posición inicial es menor que al comienzo del movimiento. Esto significa que el cuerpo pierde parte de su energía cinética, debido al trabajo negativo realizado por la fuerza de rozamiento.

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¡GRACIAS!

La energía es la propiedad o capacidad que tienen los cuerpos y sustancias para producir transformaciones a su alrededor. Durante estas transformaciones la energía se intercambia mediante dos mecanismos: en forma de trabajo o en forma de calor.