¿Qué es la energía potencial? ¿Qué es la energía cinética? Y ¿qué podemos entender por energía de estrés? Estas son preguntas frecuentes cuando nos adentramos en el fascinante mundo de la física y la termodinámica. Para muchos, estos conceptos pueden resultar abstractos y difíciles de comprender, pero en realidad son fundamentales para entender cómo se mueve y se transforma la energía en el universo que nos rodea. En este artículo, exploraremos el significado de cada uno de estos términos y cómo se aplican en diferentes fenómenos y situaciones cotidianas. No te quedes atrás, ¡prepárate para descubrir cómo funcionan estas formas de energía y cómo afectan a nuestra vida diaria!
Tema: ¿Qué es la energía cinética? | ¿Qué es la energía potencial? | Energía de estrés
Antes de profundizar en el tema, necesitamos saber algunas cosas de antemano.
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¿Qué es energía?
«La capacidad de hacer un trabajo», dijo Energy.
¿Qué es trabajo?
Cuando un cuerpo sufre un desplazamiento debido a una fuerza externa, se dice que es trabajo realizado sobre el cuerpo.
Trabajo realizado = Fuerza aplicada al cuerpo (F) x Desplazamiento (X)
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El desplazamiento puede ser lineal o angular. La fórmula anterior se aplica al desplazamiento lineal. Consideremos si un par o torque (T) que actúa sobre el cuerpo provoca un desplazamiento angular de θ alrededor de un eje. Entonces,
Trabajo realizado = par (T) x desplazamiento angular (θ)
Las unidades del SI para el trabajo realizado son Nm (1N-m = 1J (Julios))
Una definición relacionada de trabajo es potencia y eficiencia.
¿Qué es el poder?
La producción se define como la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo.
Rendimiento (P) = trabajo realizado/tiempo invertido
Digamos un par de t es transmitida por una onda con una velocidad angular de ω Entonces,
Potencia (P) = Torque (T) x Velocidad angular (ω)
Potencia (P) = 2πNT/60 (∴Velocidad angular (ω) = 2πN/60)
Las unidades de potencia del SI son vatios (W) = 1 julio (J) = 1 Nm
Ahora volvamos al tema.
La energía puede tomar muchas formas, como energía mecánica, energía eléctrica, energía térmica, energía química, energía luminosa, etc. Aquí solo hablaremos de la energía mecánica.
Esta energía mecánica es igual al trabajo realizado sobre un cuerpo cuando cambiamos la posición o velocidad del cuerpo. Hay principalmente tres tipos de energías de las que debemos hablar.
- Energía potencial
- Energía cinética
- Energía de estrés
¿Qué es la energía potencial?
“La energía del cuerpo que sí funciona debido a su fuerza posición se conoce como energía potencial»
Ejemplo de energía potencial: Eleva un cuerpo a una cierta altura y ganará energía para llegar al suelo cuando se suelte. Esta energía se llama energía potencial. Digamos que el peso del cuerpo es «W», la altura del objeto desde el cual cae el cuerpo es «H»
Energía potencial (PE) = Peso (B) x Altura (h)
Energía potencial (PE) = masa (m) x aceleración de la gravedad (g) x altura (h)
(∴ Peso (W) = masa (m) x aceleración de la gravedad (g))
educación física = mgh
Unidades SI para energía potencial
Las unidades SI para energía potencial son Nm
= mgh [∴ m in kilogram; g in metres/sec²; h in metre]
= kgxm/s²xm
= kg-m/s²-m [∴ 1N = kg-m/s²]
=Nm
¿Qué es la energía cinética?
“La energía del cuerpo que sí funciona debido a su fuerza Dimensiones Y Velocidad de movimiento se conoce como energía cinética»
Ejemplo de energía cinética: Una fuerza (F) actúa sobre un cuerpo con masa. METRO alcanzar una velocidad v desde la posición de descanso de manera oportuna tEl S es la distancia que recorre el cuerpo. El trabajo sobre el cuerpo está hecho.
Trabajo realizado = fuerza x distancia recorrida por el cuerpo
Como dijimos anteriormente: ↑ la energía mecánica correspondiente al trabajo realizado
∴ Energía cinética (KE) = fuerza x distancia recorrida por el cuerpo
Dónde
Fuerza = masa x aceleración
Distancia recorrida por el cuerpo(s) = v2/2a
[∴ from this eqn (v2–u2) = 2as, and body starts from rest u = 0]
Energía cinética (KE) = mv2/2
Esto se aplica al movimiento lineal del cuerpo.
Para el movimiento angular se aplica lo siguiente: Energía cinética (KE) = inercia x (velocidad angular)2
Energía cinética (KE) = Iω2/2
Si el cuerpo está sometido a movimientos lineales y angulares, entonces:
Energía cinética (KE) = mv2/2 + Iω2/2
Una afirmación sobre la energía es que
“La energía no se puede crear ni destruir, aunque se puede transformar de una forma a otra”.
Esta afirmación se conoce como “Ley de la conservación de la energía«
Unidades SI para energía cinética
Las unidades del SI para energía cinética son Nm.
= mv2/2 [∴ Mass in Kilogram; Velocity in Metre/sec]
= kg x (m/s)²
= kg-m/s²-m [∴ 1N = kg-m/s²]
=Nm
¿Qué es la energía de deformación?
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“Cuando un cuerpo elástico se deforma, la energía potencial se almacena en el cuerpo elástico”. Esta energía se llama energía de deformación.
Ejemplo de energía de deformación: Cuando un resorte mecánico se somete a una fuerza de compresión, se produce una deformación en la longitud del resorte. Una vez que se elimina la fuerza sobre el cuerpo, el cuerpo vuelve a su forma original con la ayuda de la energía de estiramiento almacenada en el resorte.
Energía de deformación = trabajo realizado = peso (W) x trayectoria de deformación en el resorte (x)/2
Energía de deformación = (WX)/2
Energía de deformación = (verX²)/2 [∴ W = s.x]
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Qué es la Energía Cinética, qué es la Energía Potencial y qué es la Energía de Deformación
Antes de entrar en el tema, es necesario conocer algunas cosas antes.
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¿Qué es la Energía?
«La capacidad para hacer trabajo», así se define la Energía.
¿Qué es el Trabajo?
Cuando un cuerpo sufre un desplazamiento debido a una fuerza externa, se dice que se ha realizado trabajo sobre el cuerpo.
Trabajo realizado = Fuerza aplicada sobre el cuerpo (F) x Desplazamiento (x)
El desplazamiento puede ser lineal o angular. La fórmula anterior es para el desplazamiento lineal. Consideremos ahora cuando se aplica un par o un torque (T) sobre el cuerpo, lo que causa un desplazamiento angular θ alrededor de un eje. Entonces,
Trabajo realizado = Par (T) x Desplazamiento angular (θ)
Las unidades SI para el trabajo realizado son el N-m (1N-m = 1J (julio)).
Algunas definiciones relacionadas con el trabajo son el poder y la eficiencia.
¿Qué es el Poder?
El poder se define como la cantidad de trabajo realizado en un intervalo de tiempo determinado.
Poder (P) = Trabajo realizado / Tiempo empleado
Supongamos que un par de torsión T se transmite a través de un eje con una velocidad angular ω, entonces,
Poder (P) = Par (T) x Velocidad angular (ω)
= 2πNT/60 (∴ Velocidad angular (ω) = 2πN/60)
Las unidades SI de potencia son el vatio (W) = 1 julio (J) = 1 N-m.
Ahora volvamos al tema.
La energía puede existir en muchas formas como energía mecánica, energía eléctrica, energía térmica, energía química, energía luminosa, etc. Aquí hablaremos solo de la energía mecánica. Esta energía mecánica es equivalente al trabajo realizado sobre un cuerpo cuando cambiamos la posición o la velocidad del cuerpo. Existen principalmente tres tipos de energías de las que debemos hablar: Energía Potencial, Energía Cinética y Energía de Deformación.
¿Qué es la Energía Potencial?
«La energía interna de un cuerpo para realizar trabajo debido a su posición se conoce como Energía Potencial».
Ejemplo de Energía Potencial: Si elevamos un cuerpo a cierta altura, ganará energía para alcanzar el suelo cuando lo liberemos. Esta energía se llama Energía Potencial. Supongamos que el peso del cuerpo es «W» y la altura desde la cual el cuerpo cae es «h».
Energía Potencial (E.P) = Peso (W) x Altura (h)
Energía Potencial (E.P) = Masa (m) x Aceleración debido a la gravedad (g) x Altura (h)
(∴ Peso (W) = Masa (m) x Aceleración debido a la gravedad (g))
E.P = mgh
Las unidades SI de Energía Potencial son N-m
= m.g.h [∴ m en kilogramos; g en metros/seg²; h en metros]
= kg x m/s² x m
= kg-m/s²-m
=N-m
¿Qué es la Energía Cinética?
«La energía interna de un cuerpo para realizar trabajo debido a su masa y la velocidad del movimiento se conoce como Energía Cinética».
Ejemplo de Energía Cinética: Si una fuerza (F) actúa sobre un cuerpo de masa m y le hace alcanzar una velocidad v partiendo de una posición de reposo en un tiempo t, la distancia recorrida por el cuerpo es s. El trabajo realizado sobre el cuerpo es
Trabajo realizado = Fuerza x Distancia recorrida por el cuerpo
Como dijimos anteriormente, la energía mecánica es equivalente al trabajo realizado.
Por lo tanto, la Energía Cinética (E.C) = Fuerza x distancia recorrida por el cuerpo
Donde
Fuerza = Masa x Aceleración
Distancia recorrida por el cuerpo (s) = v2/2a
[∴ a partir de esta ecuación (v2–u2) = 2as, y dado que el cuerpo parte del reposo, u = 0]
Energía Cinética (E.C) = mv2/2
Esto es válido para el movimiento lineal del cuerpo.
Para el movimiento angular, la Energía Cinética (E.C) = Inercia x (Velocidad Angular)²
Energía Cinética (E.C) = Iω²/2
Cuando un cuerpo está sujeto tanto a un movimiento lineal como angular, entonces,
Energía Cinética (E.C) = mv2/2 + Iω²/2
Una declaración sobre la energía es que,
«La energía ni se crea ni se destruye, aunque puede transformarse de una forma a otra».
Esta declaración se conoce como «Ley de Conservación de la Energía».
Las unidades SI de Energía Cinética son N-m
= mv2/2 [∴ Masa en kilogramos; Velocidad en metros/seg]
= kg x (m/s)²
= kg-m/s²-m [∴ 1 N = kg-m/s²]
=N-m
¿Qué es la Energía de Deformación?
«Cuando un cuerpo elástico sufre deformación, la Energía Potencial se almacena en el cuerpo elástico». Esta energía se conoce como Energía de Deformación.
Ejemplo de Energía de Deformación: Cuando un resorte mecánico es sometido a una fuerza de compresión, se produce una deformación en la longitud del resorte. Una vez que se retira la fuerza del cuerpo, este recupera su forma original con la ayuda de la energía de deformación almacenada en el resorte.
Energía de Deformación = Trabajo realizado = Peso (W) x Distancia de deformación en el resorte (x)/2
Energía de Deformación = (W.x)/2
= (s.x²)/2 [∴ W = s.x]
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Preguntas frecuentes sobre energía potencial, energía cinética y energía de estrés
¿Qué es la energía potencial?
La energía potencial es la energía que un objeto posee debido a su posición o estado. Se refiere a la capacidad de realizar trabajo en función de su posición o su potencial para convertirse en otra forma de energía. Es una forma de energía almacenada y se puede liberar cuando las condiciones adecuadas están presentes. La energía potencial puede ser de varios tipos, como la energía potencial gravitatoria, la energía potencial elástica, la energía potencial eléctrica, entre otras.
¿Qué es la energía cinética?
La energía cinética es la energía asociada al movimiento de un objeto. Se puede definir como la energía que un objeto en movimiento posee debido a su masa y velocidad. Cuanto mayor sea la masa y la velocidad de un objeto, mayor será su energía cinética. Es una forma de energía que puede ser transferida de un objeto a otro cuando ocurre una colisión o interacción. La energía cinética es fundamental para entender los fenómenos relacionados con el movimiento, como la velocidad, la aceleración y la colisión.
Energía de estrés
La energía de estrés es la energía almacenada en un material debido a fuerzas aplicadas sobre él. Cuando un material se deforma o se somete a una carga, almacena energía en su interior. Esta energía puede liberarse cuando el material se relaja o se libera de las fuerzas aplicadas. La energía de estrés se utiliza en muchas áreas, como la ingeniería estructural, la geología y la física de materiales, para comprender y predecir el comportamiento de los materiales bajo diferentes condiciones de carga.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuáles son los tipos de energía potencial?
Existen varios tipos de energía potencial, entre ellos se encuentran:
- Energía potencial gravitatoria: se refiere a la energía que posee un objeto debido a su altura en relación con la superficie de la Tierra.
- Energía potencial elástica: es la energía almacenada en un objeto deformado, como un resorte comprimido o estirado.
- Energía potencial eléctrica: se produce debido a las cargas eléctricas de un objeto y su posición en un campo eléctrico.
- ¿Cómo se calcula la energía cinética?
La energía cinética se calcula utilizando la siguiente fórmula:
E = (1/2) * m * v^2
Donde:
- E = energía cinética
- m = masa del objeto
- v = velocidad del objeto
- ¿Qué es la ley de la conservación de la energía?
La ley de la conservación de la energía establece que la energía total de un sistema aislado se mantiene constante con el tiempo. Esto significa que la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede transformarse de una forma a otra. Por ejemplo, la energía potencial gravitatoria de un objeto que cae se convierte en energía cinética a medida que se acelera hacia abajo.
Esperamos que estas respuestas hayan aclarado tus dudas sobre la energía potencial, la energía cinética y la energía de estrés. Si deseas obtener más información sobre estos temas, puedes visitar los siguientes enlaces:
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Preguntas frecuentes sobre energía potencial, energía cinética y energía de estrés
¿Qué es la energía potencial?
La energía potencial es la energía que un objeto posee debido a su posición o estado. Se refiere a la capacidad de realizar trabajo en función de su posición o su potencial para convertirse en otra forma de energía. Es una forma de energía almacenada y se puede liberar cuando las condiciones adecuadas están presentes. La energía potencial puede ser de varios tipos, como la energía potencial gravitatoria, la energía potencial elástica, la energía potencial eléctrica, entre otras.
¿Qué es la energía cinética?
La energía cinética es la energía asociada al movimiento de un objeto. Se puede definir como la energía que un objeto en movimiento posee debido a su masa y velocidad. Cuanto mayor sea la masa y la velocidad de un objeto, mayor será su energía cinética. Es una forma de energía que puede ser transferida de un objeto a otro cuando ocurre una colisión o interacción. La energía cinética es fundamental para entender los fenómenos relacionados con el movimiento, como la velocidad, la aceleración y la colisión.
Energía de estrés
La energía de estrés es la energía almacenada en un material debido a fuerzas aplicadas sobre él. Cuando un material se deforma o se somete a una carga, almacena energía en su interior. Esta energía puede liberarse cuando el material se relaja o se libera de las fuerzas aplicadas. La energía de estrés se utiliza en muchas áreas, como la ingeniería estructural, la geología y la física de materiales, para comprender y predecir el comportamiento de los materiales bajo diferentes condiciones de carga.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuáles son los tipos de energía potencial?
Existen varios tipos de energía potencial, entre ellos se encuentran: - Energía potencial gravitatoria: se refiere a la energía que posee un objeto debido a su altura en relación con la superficie de la Tierra.
- Energía potencial elástica: es la energía almacenada en un objeto deformado, como un resorte comprimido o estirado.
- Energía potencial eléctrica: se produce debido a las cargas eléctricas de un objeto y su posición en un campo eléctrico.
- ¿Cómo se calcula la energía cinética?
La energía cinética se calcula utilizando la siguiente fórmula: - E = energía cinética
- m = masa del objeto
- v = velocidad del objeto
- ¿Qué es la ley de la conservación de la energía?
La ley de la conservación de la energía establece que la energía total de un sistema aislado se mantiene constante con el tiempo. Esto significa que la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede transformarse de una forma a otra. Por ejemplo, la energía potencial gravitatoria de un objeto que cae se convierte en energía cinética a medida que se acelera hacia abajo.
E = (1/2) * m * v^2
Donde:
Esperamos que estas respuestas hayan aclarado tus dudas sobre la energía potencial, la energía cinética y la energía de estrés. Si deseas obtener más información sobre estos temas, puedes visitar los siguientes enlaces:
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