ENERGÍA FÓRMULAS Y EJEMPLOS DE FÍSICA DE SECUNDARIA Y PREUNIVERSITARIA PDF
La energía está presente en el universo en varias formas, entre éstas tenemos: la energía mecánica, electromagnética, química, eólica, térmica, nuclear, etc. Además, una forma de energía puede convertirse en otra.
Por ejemplo, cuando un motor eléctrico se conecta a una batería, la energía química se transforma en energía eléctrica, la cual, a su vez, se convierte en energía mecánica.
Lo interesante es que cuando la energía cambia de una forma a otra, su cantidad total permanece constante.
ENERGÍA
La energía es la capacidad o actitud que tiene un cuerpo o sistema para realizar un trabajo.
La energía se puede presentar de diferentes formas; como: mecánica, calorífica, luminosa, química, magnética, nuclear, etc.
La energía es una magnitud escalar; tiene la misma fórmula dimensional que el trabajo.
Por lo tanto, en el sistema internacional, la energía se mide en joules (J).
Cualquiera sea la forma de la energía, ésta sólo puede presentarse en dos estados: cinético y potencial.
Cinético, cuando está manifestándose, y potencial cuando se encuentra almacenado, concentrado, listo para manifestarse.
ENERGÍA MECÁNICA
Un sistema puede tener energía mecánica como consecuencia de su ubicación, su arreglo molecular interno o su movimiento.
ENERGÍA CINÉTICA
Es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo en virtud de su velocidad.
La energía cinética de un cuerpo de masa m y velocidad V es dada por: 0,5mV²
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
Es la aptitud que tiene un cuerpo para efectuar un trabajo en virtud de su posición.
Es la energía que posee un cuerpo, debido a la altura a la que se encuentra respecto a un nivel de referencia a partir del cual se miden las alturas, y está dada por : mgH
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA
Es la energía que poseen los cuerpos debido a su elasticidad.
Al comprimir o estirar un resorte se realiza un trabajo, este trabajo se almacena en el resorte bajo la forma de energía potencial elástica.
La energía potencial elástica en un resorte representa el trabajo realizado en contra de las fuerzas elásticas (Ley de Hooke) deformadoras.
La energía potencial elástica para el resorte de la figura está dada por: 0,5Kx²
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ENERGÍA MECÁNICA TOTAL
La energía mecánica total de un cuerpo en un instante, es la suma de la energía cinética y potencial que posee el cuerpo en el instante considerado.
EM = Ek + EP
TEOREMA DE LA ENERGÍA CINÉTICA
La energía cinética equivale al trabajo que se desarrolla sobre un cuerpo para que incremente su velocidad.
“La variación de la energía cinética es una medida del trabajo de la fuerza resultante”
EJEMPLO:
WNETO = ∆Ek = Ekf – Eki
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
Cuando sobre un cuerpo actúan sólo fuerzas conservativas (peso del cuerpo, o fuerzas elásticas) se afirma que su energía mecánica se conserva.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
“La energía no se crean ni se destruye, sólo se transforma”.
Esto quiere decir que la cantidad total de energía del universo es constante, y lo que el hombre hace es sólo transformarla para utilizarla mejor.
TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
“El trabajo realizado por fuerzas diferentes al peso y a la fuerza elástica, sobre un cuerpo o sistema, es igual a la variación de su energía mecánica.
EJERCICIO 1 :
Si un auto parte del reposo acelerando constantemente de modo que luego de cierto tiempo su rapidez es 10m/s. Calcula su energía cinética si su masa es de 100kg.
A) 500J
B) 50J
C) 1000J
D) 5000J
E) 750J
Rpta. : "D"
EJERCICIO 2 :
Si una pelota es impulsada desde el reposo acelerando con 2m/s². Calcula su energía cinética luego de 5s si su masa es 1kg.
A) 100J
B) 50J
C) 25J
D) 125J
E) 75J
Rpta. : "B"
EJERCICIO 3 :
Si una silla de 1kg es soltado desde una altura de 10m. Calcula su energía potencial en ese instante respecto a tierra.
(g=10m/s²)
A) 50J
B) 75J
C) 100J
D) 25J
E) 125J
Rpta. : "C"
EJERCICIO 4 :
Con los datos de la pregunta anterior , calcula su energía cinética cuando llega a tierra si lo hace con una rapidez de 8m/s.
A) 64J
B) 48J
C) 32J
D) 16J
E) 128J
Rpta. : "C"
