6. Resumen
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Este tema debe servir para acercarte al concepto de energía. Para ello, aprenderás cuales son las características más destacables de esta magnitud y cuáles son las formas en las que se presenta en la naturaleza y las peculiaridades más importantes de cada una de ellas.
A continuación conocerás las unidades más habituales en las que se mide la energía y prestarás atención a cómo se puede expresar una misma cantidad de energía en ellas.
Por último, un apartado eminentemente matemático en el que conocerás las ecuaciones que relacionan las energías cinética y potencial gravitatoria con las magnitudes de las que dependen. Resolverás problemas usando dichas ecuaciones y aprenderás a realizar tablas y gráficas que luego analizarás.
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Concepto de energía
La energía es una propiedad que tienen todos los cuerpos del universo, que está presente en todos los fenómenos que ocurren y que se caracteriza porque:
- Puede producir cambios en los cuerpos.
- Puede ser almacenada.
- Puede ser transferida de un cuerpo a otro.
- Puede ser transformada de una forma a otra.
Formas en las que se presenta en la Naturaleza
La energía se presenta de muchas formas distintas y el ser humano explota los recursos que le ofrece la Naturaleza para obtenerla.
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| Elaboración propia |
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| Movimiento | Posición |
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Imagen en Wikimedia commons de |
Imagen en Wikimedia commons de Indolences. Licencia GNU |
Pero en realidad, tan solo hay dos formas de energía:
- La energía asociada al movimiento: energía cinética.
- La energía asociada a la posición: energía potencial.
Todas las energías están asociadas al movimiento de un cuerpo o a la posición de un cuerpo con respecto a otros.
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Unidades más habituales
La energía puede medirse en varias unidades:
- Julios (J), que es la unidad del Sistema Internacional, el que usan los científicos.
- Calorías (cal) que es como se suele medir la energía química de los alimentos y la energía calorífica. 1 cal = 4,184 J.
- Kilovatios-hora (kWh) que es como se suele medir la energía eléctrica. 1kWh =3,6·106 J.
La potencia es una magnitud física que mide la velocidad a la que se consume la energía.
Se usan diversas unidades para medirla: vatio (W), kilovatio (kW), caballo de vapor (CV).
Si un aparato eléctrico tiene una potencia de “P” (kW) y está funcionando durante “t” (horas), la energía que ha consumido “E” (kWh) se calcula multiplicando la potencia por el tiempo:
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Elaboración propia |
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La energía mecánica
Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.
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Elaboración propia |
Principio de conservación de la energía mecánica
La energía mecánica de un cuerpo sobre el que no actúe ninguna fuerza que no sea su propio peso se mantiene constante.
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Energía potencial gravitatoria
La energía potencial gravitatoria de un cuerpo depende de la masa de éste y de la altura a la que se encuentre.
La fórmula que relaciona las tres magnitudes es:
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Elaboración propia |
De la fórmula se deduce que la energía potencial gravitatoria de un cuerpo es directamente proporcional tanto a su masa como a la altura a la que se encuentra.
Como entre EP y m hay una relación lineal, la gráfica que representa esta relación es una recta que pasa por el origen de coordenadas.
Lo mismo sucede con la gráfica que representa la relación entre EP y h, pues también es lineal.
En cambio, la relación entre m y h no es lineal, sino de proporcionalidad inversa.
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Energía cinética
La energía cinética de un cuerpo depende de la masa del mismo y de la velocidad con la que se mueva.
La fórmula que relaciona las tres magnitudes es:
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Elaboración propia |
De la fórmula se deduce que la energía cinética de un cuerpo es directamente proporcional a la masa del mismo, pero no a su velocidad, sino al cuadrado de ésta.
Como entre EC y m hay una relación lineal, la gráfica que representa esta relación es una recta que pasa por el origen de coordenadas.
En cambio, la relación entre EC y v es una relación cuadrática o parabólica. La gráfica que representa esta relación es una rama de parábola cuyo vértice es el origen de coordenadas.
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Para resolver los problemas es aconsejable seguir una estructura y un orden. Si haces clic sobre la imagen te podrás descargar un documento con problemas resueltos de este tema.
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| Elaboración propia |