Cómo encontrar la energía mecánica con la masa y la altura
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La capacidad de un objeto para realizar un trabajo se mide por su energía mecánica, o la suma de la energía cinética y la energía potencial del objeto. La energía mecánica se debe a la posición o al movimiento de un objeto. La fórmula de la energía mecánica es energía mecánica = energía cinética + energía potencial.
Los objetos almacenan energía en forma de energía potencial. La energía potencial química es el potencial de un objeto para sufrir una reacción exotérmica; la energía potencial de un muelle comprimido es el potencial de un muelle para expandirse; y la energía potencial gravitatoria es el potencial de un objeto para caer desde una altitud elevada a una altitud baja. La fórmula de la energía potencial es energía potencial gravitatoria = masa × aceleración debida a la gravedad × altura.
La energía de un objeto en movimiento se llama energía cinética. La energía cinética se define como la energía necesaria para que un objeto acelere desde una posición de reposo hasta su velocidad actual. energía cinética = 1/2 × masa × velocidad2.
Cómo calcular la energía mecánica sin la velocidad
La energía cinética de un objeto es la energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta su velocidad establecida. Al haber ganado esta energía durante su aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética a menos que su velocidad cambie. El cuerpo realiza la misma cantidad de trabajo al desacelerar desde su velocidad actual hasta un estado de reposo.
La energía cinética es la energía de un objeto en movimiento. Proporciona información sobre cómo la masa de un objeto influye en su velocidad. Pongamos un ejemplo. Si se pone el mismo motor en un camión y en un coche de carreras, el primero no es capaz de alcanzar la misma velocidad que el segundo debido a su masa. Otro ejemplo de energía cinética es la fuerza del puñetazo humano, donde la energía se acumula en el cuerpo y se transfiere a través del puñetazo. Puedes averiguarlo fácilmente utilizando nuestra calculadora de energía cinética.
Con la fórmula de la energía cinética, puedes estimar cuánta energía se necesita para mover un objeto. La misma energía podría utilizarse para desacelerar el objeto, pero ten en cuenta que la velocidad está elevada al cuadrado. Esto significa que incluso un pequeño aumento de la velocidad cambia la energía cinética en una cantidad relativamente alta.
Fórmula de la energía mecánica inicial
La energía cinética es la energía que tiene un objeto debido a su movimiento. En mecánica clásica, la energía cinética (KE) es igual a la mitad de la masa de un objeto (1/2*m) multiplicada por la velocidad al cuadrado. Por ejemplo, si un objeto con una masa de 10 kg (m = 10 kg) se mueve a una velocidad de 5 metros por segundo (v = 5 m/s), la energía cinética es igual a 125 julios, o (1/2 * 10 kg) * 5 m/s2.
Usamos julios, kilogramos y metros por segundo por defecto, aunque también se puede usar cualquier unidad apropiada para la masa (gramos, onzas, etc.) o la velocidad (millas por hora, milímetros por segundo, etc.); el cálculo es el mismo.
Unidad de energía mecánica total
[BL][OL] Comienza por distinguir la energía mecánica de otras formas de energía. Explica cómo la definición general de energía como la capacidad de realizar un trabajo tiene perfecto sentido en términos de cualquiera de las formas de energía mecánica. Discutir la ley de conservación de la energía y disipar cualquier concepto erróneo relacionado con esta ley, como la idea de que los objetos en movimiento se ralentizan de forma natural. Identifique el calor generado por la fricción como la explicación habitual de las aparentes violaciones de la ley.
[Inicie un debate sobre cómo otras formas útiles de energía también terminan como calor desperdiciado, como la luz, el sonido y la electricidad. Intente que los alumnos comprendan el calor y la temperatura a nivel molecular. Explique que la energía que se pierde por el rozamiento es en realidad la transformación de la energía cinética a nivel macroscópico en energía cinética a nivel atómico.
Energía mecánica y conservación de la energíaAntes vimos que la energía mecánica puede ser potencial o cinética. En esta sección veremos cómo se transforma la energía de una de estas formas a la otra. También veremos que, en un sistema cerrado, la suma de estas formas de energía permanece constante.
