LA ENERGÍA
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LA ENERGÍA CAPACIDAD QUE TIENEN LOS SISTEMAS FÍSICOS DE PRODUCIR CAMBIOS SU UNIDAD DE MEDIDA DEL SISTEMA INTERNACIONAL ES EL JULIO (J) 1 J = 1 N·m SE TRANSFIERE ENTRE SISTEMAS POR DOS MÉTODOS: TRABAJO – Una fuerza actúa sobre un cuerpo modificando su estado de movimiento (Lanzamiento de una flecha con un arco, movimiento de un coche, cambio de un libro en una estantería…) CALOR – Intercambio de calor entre dos cuerpos a diferente temperatura (calentamiento del agua en un cazo, mezcla de dos fluidos a diferente temperatura, …)
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LA ENERGÍACAPACIDAD QUE TIENEN LOS SISTEMAS
FÍSICOS DE PRODUCIR CAMBIOSSU UNIDAD DE MEDIDA DEL SISTEMA
INTERNACIONAL ES EL JULIO (J)1 J = 1 N·mSE TRANSFIERE ENTRE SISTEMAS POR DOS
MÉTODOS:TRABAJO – Una fuerza actúa sobre un cuerpo
modificando su estado de movimiento (Lanzamiento de una flecha con un arco, movimiento de un coche, cambio de un libro en una estantería…)
CALOR – Intercambio de calor entre dos cuerpos a diferente temperatura (calentamiento del agua en un cazo, mezcla de dos fluidos a diferente temperatura, …)
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
LA ENERGÍASISTEMAS FÍSICOS TIENEN ENERGÍA
AUNQUE NO ESTÉN PRODUCIENDO TRANSFORMACIONES:AGUA EMBALSADA EN UNA CENTRAL
HIDROELÉCTRICA: MUEVE TURBINAS QUE GENERAN ELECTRICIDAD
AGUA EN UNA CACEROLA AL FUEGO: LA ENERGÍA DE LA LLAMA AUMENTA LA TEMPERATURA DEL AGUA
ENERGÍA POTENCIALES LA ENERGÍA ASOCIADA A LA POSICIÓN
O A CAMBIOS EN LA MISMACAÍDA DE UN CUERPO ATRAÍDO POR LA
FUERZA GRAVITATORIA: EXISTE UNA FUERZA: EL PESOEXISTE UN DESPLAZAMIENTO: LA
VARIACIÓN DE LA POSICIÓNPOR TANTO: EXISTE UN TRABAJO –
PODEMOS AFIRMAR QUE EL CUERPO SITUADO EN LO ALTO POSEÍA ENERGÍA (ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA)
ENERGÍA POTENCIALLANZAMIENTO DE UNA PIEDRA CON UN
TIRACHINASEXISTE UNA FUERZA: LA FUERZA ELÁSTICA
DE LAS GOMAS TENSADASEXISTE UN DESPLAZAMIENTO: EL
RECORRIDO DEL CUERPO LANZADOPOR TANTO, SE HA REALIZADO UN TRABAJO
– PODEMOS AFIRMAR QUE LAS GOMAS TENSADAS POSEÍAN UNA ENERGÍA QUE HA REALIZADO UN TRABAJO (ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA)
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
ES LA ENERGÍA DE UN SISTEMA DEBIDA A SU POSICIÓN RESPECTO DE LA TIERRA. DEPENDE DE:LA MASA DEL SISTEMALA ALTURA A LA QUE SE ENCUENTRAEp = m·g·hEp = Ep – Ep0 = m·g·h – m·g·h0Por convenio Ep0 = 0 si h0 = 0 Ep = m·g·h
ENERGÍA CINÉTICAES LA ENERGÍA DEL SISTEMA DEBIDA A
SU MOVIMIENTO. DEPENDE DE:LA MASA DEL SISTEMALA VELOCIDAD DEL SISTEMA
Efectos de un proyectil son mayores cuanto: Mayor sea su masa Mayor sea la velocidad que lleva
Ec = 1/2m·v2
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
LA ENERGÍA MECÁNICA ES LA QUE TIENE UN CUERPO DEBIDO A SU VELOCIDAD (Ecinética) Y A SU POSICIÓN (Epotencial).
Emecánica = Ecinética + Epotencial EN AUSENCIA DE ROZAMIENTO
CUANDO UN CUERPO CAE, LO QUE PIERDE EN Epotencial LO GANA EN Ecinética
SI EXISTE ROZAMIENTO, PARTE DE LA ENERGÍA SE DISIPA EN FORMA DE CALOR
EL TRABAJOES UNA FORMA DE TRANSFERIR ENERGÍA
DE UN CUERPO A OTRO:SI UN CUERPO REALIZA UN TRABAJO ES
PORQUE TRANSFIERE ENERGÍA A OTROSI SE REALIZA TRABAJO SOBRE UN CUERPO
ES PORQUE LA ENERGÍA SE LA TRANSFIERE OTRO A ÉL
EL TRABAJO MECÁNICOEXISTE TRABAJO CUANDO EL PUNTO DE
APLICACIÓN DE UNA FUERZA F SE DESPLAZA UNA DISTANCIA e.
W = F·d·cos = Fe·dEL TRABAJO PUEDE SER:
POSITIVO: SI AUMENTA LA ENERGÍA DEL CUERPO
NEGATIVO: SI DISMINUYE LA ENERGÍA DEL CUERPO
NULO: SI LA ENERGÍA DEL CUERPO NO VARÍAVisita esta página: http://newton.cnice.mec.es/
newton2/Newton_pre/escenas/trabajo_energia/queeseltrabajo.php
TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIALPARA ELEVAR UN CUERPO DE MASA m
DESDE UNA ALTURA h0 HASTA UNA ALTURA h HAY QUE APLICAR UNA FUERZA m·g QUE EQUILIBRE EL PESO DEL CUERPO Y DESPLAZARLO UNA DISTANCIA h-h0
W = m·g·(h-h0) = Ep – Ep0 = epEL VALOR DEL TRABAJO REALIZADO AL
ELEVAR UN CUERPO ES IGUAL AL AUMENTO DE SU ENERGÍA POTENCIAL
TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIALEjemplo: Alpinista que sube una montañaALPINISTA INCREMENTA SU ENERGÍA
POTENCIAL AL GANAR ALTURAENERGÍA QUÍMICA OBTENIDA A PARTIR
DE LOS ALIMENTOS SE TRANSFORMA EN ENERGÍA ELÁSTICA DE LOS MÚSCULOS QUE IMPULSAN EL CUERPO EN LA SUBIDA, ADQUIRIENDO ENERGÍA POTENCIAL A MEDIDA QUE AUMENTA SU ALTURA
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICATEOREMA DE LA ENERGÍA CINÉTICA O
DE LAS FUERZAS VIVAS: “EL TRABAJO REALIZADO POR LA FUERZA RESULTANTE SOBRE UN CUERPO ES IGUAL A LA VARIACIÓN DE SU ENERGÍA CINÉTICA”
W = F·d = F·e de acuerdo con el segundo principio de la dinámica: F = m·a
W = m·a·e
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICASi aplicamos sobre un cuerpo que se mueve
con una velocidad v0 una fuerza F a lo largo de una distancia e, la velocidad final vf es:
e
vva
eavv
f
f
2
22
02
20
2
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICAPor tanto:
Ec
mvmvee
vvmeameFW f
f
0
20
22
02
Ec - Ecf W:Por tanto2
1
2
1
2····
LA DISIPACIÓN DE ENERGÍA Y EL RENDIMIENTO
EXISTEN PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR PORQUE EXISTE ROZAMIENTO
EL TRABAJO ÚTIL REALIZADO POR UNA MÁQUINA ES INFERIOR A LA ENERGÍA QUE SE LE SUMINISTRA
CUANDO EXISTE ROZAMIENTO, LA ENERGÍA MECÁNICA NO SE CONSERVA: Ec0 =Ecf + Calor
!siempre!¡¡ %100
100dasuministra Energía
útil Trabajo
LA POTENCIAINDICA LA EFICACIA EN RELACIÓN AL
TIEMPO INVERTIDO POR UNA MÁQUINA EN REALIZAR UN TRABAJO (Es decir, la velocidad con que una máquina realiza un trabajo)
SE MIDE EN vatios (W) (1 W = 1 J/S)1 kW·h = 1 kW·1h = 1000 J/s·3600s = 3,6·106 JPor tanto, 1kW·h = 3,6·106 J
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