ENERGIA MECÁNICA

OBJETIVO. Explicar en qué consiste la energía mecánica y reconocer los aspectos en que se presenta.

La energía es la capacidad de producir un trabajo Existen diferentes formas de energía y por su naturaleza tenemos energía potencial y cinética.

La energía es la capacidad de producir un trabajo Existen diferentes formas de energía y por su naturaleza tenemos energía potencial y cinética.

ENERGÍA CINÉTICA (Ec)
La energía cinética, es un tipo de energía mecánica que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: el ciclista en movimiento.

El valor de la energía cinética se determina con la expresión:

m: masa expresada en kg
v: velocidad expresada en m/s
Ec= energía cinética, expresada en joule (J)

ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA (Ep)

La energía potencial, es un tipo de energía mecánica que posee un cuerpo debido a su posición, por ejemplo, un cuerpo que se encuentra a una cierta altura puede caer y realizar un trabajo o un resorte comprimido o estirado puede mover un cuerpo también realizando trabajo.
La energía potencial la consideramos como la suma de todas las energías potencial como la gravitatoria, elástica, etc.

Energía potencial gravitatoria (Epg) Es la que tienen los cuerpos debido al campo gravitatorio de la tierra. Es el trabajo que realiza la fuerza de la gravedad para trasladar a un cuerpo desde una posición cualquiera hasta un nivel de referencia. Se calcula multiplicando el peso del cuerpo por la altura, respecto al nivel de referencia.

m: masa en kg
h: altura en metros
g = 10 m/s²
Epg: energía en joule (J)

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA (Epe).

Es el trabajo que realiza la fuerza elástica desde una posición a otra, por ejemplo desde la posición A hasta la posición B de la figura.

Se calcula mediante la ecuación:

k: constante de elasticidad (N/m)
x: deformación del resorte (m)
Epe: energía potencial elástica (joule: J)

ENERGÍA MECÁNICA (EM)

Es la suma de las energías cinética y potencial (gravitatoria, elástica, etc.)

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Es probable que en numerosas ocasiones hayas oído decir que "la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma". En realidad, tal afirmación es uno de los principios más importantes de la Física y se denomina Principio de Conservación de la Energía. Vamos a particularizarlo para el caso de la energía mecánica.

Para entender mejor este concepto vamos a ilustrarlo con un ejemplo. Imagina una pelota colgada del techo que cae sobre un resorte. Según el principio de conservación de la energía mecánica, la energía mecánica de la bola es siempre la misma y por tanto durante todo el proceso dicha energía permanecerá constante, tan solo cambiarán las aportaciones de los distintos tipos de energía que conforman la energía mecánica.

Antes de caer, la energía mecánica de la bola está formada únicamente por energía potencial gravitatoria. Al caer y adquirir una velocidad, la energía potencial gravitatoria va convirtiéndose en energía cinética, dejando constante la energía mecánica. Por último, al impactar contra el resorte, lo comienza a comprimir, provocando que la energía mecánica se componga de energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica; pero siempre resultando el mismo la suma de éstas.