Presentación
ENERGÍA POTENCIAL E IMPACTO
INTEGRANTES
ALANÍS FERNÁNDEZ ROBERTOGARCÍA HERNÁNDEZ JESÚS ALBERTO MUÑOZ OSTOS LUIS GERARDO RAMÍREZ TORAL SALOMÓN RUEDA HERNÁNDEZ NAHUM
ENERGÍA
La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética).
ENERGÍA POTENCIAL
La energía potencial es un tipo de energía mecánica que está asociada con la relación entre un cuerpo y un campo o sistema de fuerzas externo (si el objeto está ubicado en el campo) o interno (si el campo está dentro del objeto). Se trata de energía en potencia, es decir, que puede ser transformada inmediatamente en otras formas de energía, como la cinética.La energía potencial de un sistema, sea cual sea su origen, representa la energía “almacenada” en él dada su configuración o su posición y, por lo tanto, para medirla deberá tomarse en cuenta un punto o configuración de referencia.
TIPOS DE ENERGÍA POTENCIAL
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
La energía potencial gravitatoria se define como la energía que posee un cuerpo masivo al estar inmerso en un campo gravitatorio. Los campos gravitatorios se crean alrededor de objetos con masas muy grandes (por ejemplo, masas de los planetas y el Sol).
ENERGÍA POTENCIAL ELASTICA
La energía potencial elástica tiene que ver con la propiedad de la elasticidad de la materia, que es la tendencia a recuperar su forma original luego de haber sido sometida a fuerzas deformantes superiores a su resistencia. Un claro ejemplo de energía elástica es la que posee un resorte que se estira o contrae por efecto de una fuerza externa y retoma su posición original una vez que esa fuerza deja de aplicarse.
Otro ejemplo es el sistema de arco y flecha, en el que la energía potencial elástica alcanza su máximo valor a medida que el arco se tensa al tirar de la fibra elástica, doblando levemente la madera, pero con velocidad cero todavía. En el instante siguiente, la energía potencial deviene en cinética y la flecha es arrojada a toda velocidad hacia el frente.
ENERGÍA POTENCIAL ELECTROESTÁTICA
En la electricidad también aplica el concepto de energía potencial, que puede ser convertida en otras formas de energía, como la cinética, térmica o lumínica, dada la enorme versatilidad del electromagnetismo. En este caso, la energía resulta del campo de fuerzas eléctricas que producen las partículas cargadas.
ENERGÍA POTENCIAL QUIMICA
La energía potencial química es la energía almacenada en los enlaces químicos de los átomos y moléculas. Un ejemplo es la glucosa en nuestro cuerpo, que almacena energía potencial química que nuestro cuerpo (por medio de un proceso que se llama metabolismo) transforma en energía calórica para mantener la temperatura corporal. Lo mismo ocurre con el combustible fósil (hidrocarburos) en el tanque de gasolina de un automóvil. La energía potencial química almacenada en los enlaces químicos de la gasolina se convierte en energía mecánica para echar a andar el vehículo.
TEORIA
Para calcular la energía de un sistema se utiliza la forma más común de energía potencial, la gravitacional. Como ejemplo consideremos el trabajo al levantar un ladrillo, se tiene que aplicar fuerza para subirlo a lo largo de cierta distancia. Denotemos por d a la altura a la que se levanta.
El trabajo, w, que se hace está dado por la expresión:
w=Fd
Supongamos que el ladrillo pesa 1kg. Para calcular la fuerza, F, lo que debemos obtener es el peso del ladrillo, que se obtiene mediante la expresión:
P=ma
donde m es la masa del ladrillo y a la aceleración que, para este caso, es la constante de gravedad, entonces, a=g=9.8m/s^2 por lo que el peso será:
P=ma=mg=(1kg)(9.8m/s^2 )=9.8 (kg∙m)/s^2 =9.8N
EJEMPLO
Como vimos, si un ladrillo tiene una masa de 1kg su peso será de 9.8N, entonces, el trabajo realizado para levantarlo a una altura d, será:w=Fd=Pd=(9.8N)d Entonces, la energía E, de este experimento. que es igual al trabajo, está dado por: E=w=Pd=m∙g∙d Para calcular la energía potencial tenemos que saber a qué altura (h) o distancia (d) se está elevando el ladrillo. Por ejemplo: Si se eleva a un metro de altura: E=w=1kg(9.8m/s^2 )(1m)=9.8Nm=9.8J Si se eleva a tres metros de altura E=w=1kg(9.8m/s^2 )(3m)=29.4Nm=29.4J
PROBLEMA
Supongamos que el bloque tiene una masa de 3kg y deseamos encontrar la energía potencial respecto a la mesa. Entonces podríamos decir que la altura que necesitamos conocer para este cálculo tiene que partir de la diferencia entre la altura total de 2.3m respecto al suelo, y de 1.2m también respecto al suelo pero de la mesa. Entonces: Ahora si podemos realizar nuestro cálculo de energía potencial para el bloque respecto a la mesa. Aplicamos la fórmula: Lo que significa que la energía potencial es de 32.34 Joules.
ENERGÍA de IMPACTO
La energía de impacto es la aplicación de la energía cinética en la balística y es una de las partes más importantes de la misma, ya que en ella se demuestra el verdadero poder de un proyectil, es decir, es inútil un proyectil rápido pero ligero, lo mismo pasa con un proyectil pesado pero lento.
La energía de impacto es distinta a la presión de impacto, ya que en la presión de impacto se expresa la cantidad de energía que se distribuye en cierta área, por ejemplo, supóngase que se tienen dos proyectiles del mismo peso, y ambos son lanzados a la misma velocidad, pero uno de los proyectiles es plano y otro es de punta, si ambos impactan a una distancia de un metro, el proyectil plano distribuirá la energía de impacto en una mayor área que el de punta, por lo tanto será mayor la presión en el de punta, aumentando su capacidad de penetración. Si ambos proyectiles hubiesen impactado a 50 metros, el proyectil plano hubiese tenido una menor energía de impacto, ya que es mayor su resistencia al aire y menor su coeficiente balístico, por lo tanto hubiera perdido más velocidad y altura que el proyectil de punta.
Energía de impacto en Pie libra Donde la masa se mide en grains (gr) y la velocidad en pies por segundo (ft/s), la fórmula es la siguiente: Energía de impacto en kg m Donde la masa se mide en kilogramos masa (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s), la fórmula es la siguiente: La fórmula anterior también se puede expresar cómo:
Energía de impacto en Julios Debido a que 1 Julio es igual a 1 Nm (Newton metro), las fórmulas serán las mismas para ambas unidades de medida. Donde la masa se mide en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo(m/s),la fórmula es la siguiente: Donde la masa se mide en gramos (g) y la velocidad en metros por segundo (m/s), la fórmula es la siguiente:
ejemplo
NOTA: El tipo de proyectil jamás va a influir en la energía de impacto, ya que en la energía de impacto solo interfieren la velocidad a la que el proyectil impacta un objeto y el peso del mismo proyectil.
En la energía de impacto se usan mayormente 4 unidades: Kilogramo metro (kg m), Newton metro (N m), Julio (J) y Libra pie (Lb ft).
PRINCIPIO TRABAJO ENERGÍA
¡Muchas gracias!
ENERGIA POTENCIAL E IMPACTO
Nahum Rueda Hernández
Created on May 5, 2021
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ENERGÍA POTENCIAL E IMPACTO
INTEGRANTES
ALANÍS FERNÁNDEZ ROBERTOGARCÍA HERNÁNDEZ JESÚS ALBERTO MUÑOZ OSTOS LUIS GERARDO RAMÍREZ TORAL SALOMÓN RUEDA HERNÁNDEZ NAHUM
ENERGÍA
La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética).
ENERGÍA POTENCIAL
La energía potencial es un tipo de energía mecánica que está asociada con la relación entre un cuerpo y un campo o sistema de fuerzas externo (si el objeto está ubicado en el campo) o interno (si el campo está dentro del objeto). Se trata de energía en potencia, es decir, que puede ser transformada inmediatamente en otras formas de energía, como la cinética.La energía potencial de un sistema, sea cual sea su origen, representa la energía “almacenada” en él dada su configuración o su posición y, por lo tanto, para medirla deberá tomarse en cuenta un punto o configuración de referencia.
TIPOS DE ENERGÍA POTENCIAL
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
La energía potencial gravitatoria se define como la energía que posee un cuerpo masivo al estar inmerso en un campo gravitatorio. Los campos gravitatorios se crean alrededor de objetos con masas muy grandes (por ejemplo, masas de los planetas y el Sol).
ENERGÍA POTENCIAL ELASTICA
La energía potencial elástica tiene que ver con la propiedad de la elasticidad de la materia, que es la tendencia a recuperar su forma original luego de haber sido sometida a fuerzas deformantes superiores a su resistencia. Un claro ejemplo de energía elástica es la que posee un resorte que se estira o contrae por efecto de una fuerza externa y retoma su posición original una vez que esa fuerza deja de aplicarse.
Otro ejemplo es el sistema de arco y flecha, en el que la energía potencial elástica alcanza su máximo valor a medida que el arco se tensa al tirar de la fibra elástica, doblando levemente la madera, pero con velocidad cero todavía. En el instante siguiente, la energía potencial deviene en cinética y la flecha es arrojada a toda velocidad hacia el frente.
ENERGÍA POTENCIAL ELECTROESTÁTICA
En la electricidad también aplica el concepto de energía potencial, que puede ser convertida en otras formas de energía, como la cinética, térmica o lumínica, dada la enorme versatilidad del electromagnetismo. En este caso, la energía resulta del campo de fuerzas eléctricas que producen las partículas cargadas.
ENERGÍA POTENCIAL QUIMICA
La energía potencial química es la energía almacenada en los enlaces químicos de los átomos y moléculas. Un ejemplo es la glucosa en nuestro cuerpo, que almacena energía potencial química que nuestro cuerpo (por medio de un proceso que se llama metabolismo) transforma en energía calórica para mantener la temperatura corporal. Lo mismo ocurre con el combustible fósil (hidrocarburos) en el tanque de gasolina de un automóvil. La energía potencial química almacenada en los enlaces químicos de la gasolina se convierte en energía mecánica para echar a andar el vehículo.
TEORIA
Para calcular la energía de un sistema se utiliza la forma más común de energía potencial, la gravitacional. Como ejemplo consideremos el trabajo al levantar un ladrillo, se tiene que aplicar fuerza para subirlo a lo largo de cierta distancia. Denotemos por d a la altura a la que se levanta. El trabajo, w, que se hace está dado por la expresión: w=Fd Supongamos que el ladrillo pesa 1kg. Para calcular la fuerza, F, lo que debemos obtener es el peso del ladrillo, que se obtiene mediante la expresión: P=ma donde m es la masa del ladrillo y a la aceleración que, para este caso, es la constante de gravedad, entonces, a=g=9.8m/s^2 por lo que el peso será: P=ma=mg=(1kg)(9.8m/s^2 )=9.8 (kg∙m)/s^2 =9.8N
EJEMPLO
Como vimos, si un ladrillo tiene una masa de 1kg su peso será de 9.8N, entonces, el trabajo realizado para levantarlo a una altura d, será:w=Fd=Pd=(9.8N)d Entonces, la energía E, de este experimento. que es igual al trabajo, está dado por: E=w=Pd=m∙g∙d Para calcular la energía potencial tenemos que saber a qué altura (h) o distancia (d) se está elevando el ladrillo. Por ejemplo: Si se eleva a un metro de altura: E=w=1kg(9.8m/s^2 )(1m)=9.8Nm=9.8J Si se eleva a tres metros de altura E=w=1kg(9.8m/s^2 )(3m)=29.4Nm=29.4J
PROBLEMA
Supongamos que el bloque tiene una masa de 3kg y deseamos encontrar la energía potencial respecto a la mesa. Entonces podríamos decir que la altura que necesitamos conocer para este cálculo tiene que partir de la diferencia entre la altura total de 2.3m respecto al suelo, y de 1.2m también respecto al suelo pero de la mesa. Entonces: Ahora si podemos realizar nuestro cálculo de energía potencial para el bloque respecto a la mesa. Aplicamos la fórmula: Lo que significa que la energía potencial es de 32.34 Joules.
ENERGÍA de IMPACTO
La energía de impacto es la aplicación de la energía cinética en la balística y es una de las partes más importantes de la misma, ya que en ella se demuestra el verdadero poder de un proyectil, es decir, es inútil un proyectil rápido pero ligero, lo mismo pasa con un proyectil pesado pero lento.
La energía de impacto es distinta a la presión de impacto, ya que en la presión de impacto se expresa la cantidad de energía que se distribuye en cierta área, por ejemplo, supóngase que se tienen dos proyectiles del mismo peso, y ambos son lanzados a la misma velocidad, pero uno de los proyectiles es plano y otro es de punta, si ambos impactan a una distancia de un metro, el proyectil plano distribuirá la energía de impacto en una mayor área que el de punta, por lo tanto será mayor la presión en el de punta, aumentando su capacidad de penetración. Si ambos proyectiles hubiesen impactado a 50 metros, el proyectil plano hubiese tenido una menor energía de impacto, ya que es mayor su resistencia al aire y menor su coeficiente balístico, por lo tanto hubiera perdido más velocidad y altura que el proyectil de punta.
Energía de impacto en Pie libra Donde la masa se mide en grains (gr) y la velocidad en pies por segundo (ft/s), la fórmula es la siguiente: Energía de impacto en kg m Donde la masa se mide en kilogramos masa (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s), la fórmula es la siguiente: La fórmula anterior también se puede expresar cómo:
Energía de impacto en Julios Debido a que 1 Julio es igual a 1 Nm (Newton metro), las fórmulas serán las mismas para ambas unidades de medida. Donde la masa se mide en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo(m/s),la fórmula es la siguiente: Donde la masa se mide en gramos (g) y la velocidad en metros por segundo (m/s), la fórmula es la siguiente:
ejemplo
NOTA: El tipo de proyectil jamás va a influir en la energía de impacto, ya que en la energía de impacto solo interfieren la velocidad a la que el proyectil impacta un objeto y el peso del mismo proyectil. En la energía de impacto se usan mayormente 4 unidades: Kilogramo metro (kg m), Newton metro (N m), Julio (J) y Libra pie (Lb ft).
PRINCIPIO TRABAJO ENERGÍA
¡Muchas gracias!