La Energía se encuentra en constante
transformación, pasando de unas formas a otras. La
energía siempre pasa de formas más útiles a formas menos útiles. Por ejemplo,
en un volcán la energía interna de las rocas fundidas
puede transformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de calor; las
piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica; se
produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química; etc.
Corresponde a la sesiïs½n de GA 7.9 ETERNAMENTE ETERNA
La energïs½a siempre ha existido en el universo, la primera fuente de energïs½a
que el hombre tuvo, tiene y tendrïs½ es la del sol,
fundamental para la vida y a la vez generadora de otros tipos de energïs½a.
La energïs½a genera un trabajo cuando existe la
transformaciïs½n de una forma de energïs½a en otra, que es la que produce el
trabajo; en realidad, porque los distintos trabajos son los que requieren
diferentes formas de energïs½a.
La energïs½a puede ser:
El sol produce luz y calor, por lo tanto existe una
manifestaciïs½n de energïs½a luminosa y calorïs½fica.
Los animales y el hombre al alimentarse de plantas asimilan de ellas la energïs½a que contienen, por medio de procesos
quïs½micos que se producen en el interior desus organismos, permitiendo
desarrollar actividades o trabajos, en este caso, se manifiesta la energïs½a
quïs½mica, porque transforma las sustancias alimenticias en funciones
bioquïs½micas.
Al realizar actividades o trabajos como:
caminar, correr, brincar, saltar, el hombre y los animales manifiestan la
energïs½a mecïs½nica, la cual mientras estïs½ guardada o latente para producir
un trabajo se conoce como
potencial, y en el momento que se utiliza para realizar la actividad se
convierte en cinïs½tica.
Las caïs½das de agua son fuentes de energïs½a
mecïs½nica natural y de ellas se aprovecha el hombre para generar electricidad
por medio de las plantas hidroelïs½ctricas que instala en estos lugares,
manifestïs½ndose de esta forma la energïs½a elïs½ctrica en la cual existe un
movimiento de electrones.
En algunas ocasiones la energïs½a elïs½ctrica da lugar a
vibraciones, las cuales producen sonido y dan lugar a la energïs½a acïs½stica.
Otra forma de energïs½a es la atïs½mica, basada en el
aprovechamiento de la energïs½a generada por las transformaciones ocurridas en
el nïs½cleo de los ïs½tomos. Estas transformaciones
reciben los nombres de fisiïs½n y fusiïs½n nuclear.
La fisiïs½n nuclear se presenta de manera natural o artificial, dando por
resultado nïs½cleosde masa media, otras partïs½culas y energïs½a.
Durante la fusiïs½n nuclear se unen varios nïs½cleos atïs½micos ligeros para
formar nïs½cleos mïs½s pesados y estables, durante
este proceso tambiïs½n se libera energïs½a.
Trabajo mecïs½nico
Al tratar de mover un objeto pesado se aplica una
fuerza y ïs½ste recorre una distancia, es decir, se realizïs½ un trabajo
mecïs½nico; para que exista ïs½ste siempre se requiere de una fuerza y un
desplazamiento.
Para obtener la cantidad de trabajo se aplica la fïs½rmula.
W = Fïs½d
donde: W = trabajo
F = fuerza
d = desplazamiento o distancia
La unidad en que se expresa el trabajo es el joule (J), porque la fuerza se
mide en newtons (N) y el desplazamiento en metros (m)
come: W = Fïs½d entonces:
W = Nïs½m = joule (J)
Por lo tanto: W = joule
La energïs½a que tiene almacenada un cuerpo so conoce come energïs½a potencial,
la cual se representa con , ïs½sta se relaciona con la masa del cuerpo y la
altura a la que se encuentra con respecto a un punto de referencia.
Por lo tanto, la es mayor cuanto mayor es la masa y la altura
a la que se encuentra.
Esta energïs½a se calcula con la fïs½rmula: = ph donde:
= energïs½a potencial
p = peso
h = altura
La unidad de medida es el joule (J), porque elpeso es una fuerza y se mide en
newtons (N) y la altura se expresa en metros (m), quedando:
= Nïs½m o sea, = joule
El peso se obtiene multiplicando la masa por la fuerza de gravedad (9.81
m/sïs½), es decir, p = mg, sustituyendo este valor en la fïs½rmula de energïs½a
potencial, queda:
= mgh
Ejemplo:
ïs½Cuïs½l es la energïs½a potencial de una roca que tiene una masa de 300 kg y
cae de una altura de 5 m?
Energïs½a cinïs½tica
Todo cuerpo en movimiento posee energïs½a cinïs½tica (Ec) la cual depende de la
masa del
cuerpo y de su velocidad.
Ejemplo:
Dos ciclistas con caracterïs½sticas de masa y peso iguales salen del
punto de partida al mismo tiempo, Si uno de ellos llega primero a la meta es
porque tiene mayor velocidad, ïs½cuïs½l de los dos tiene mayor energïs½a
cinïs½tica?
El que tiene mayor velocidad.
La unidad en que se expresa la energïs½a cinïs½tica es el joule. Para calcular
la energïs½a cinïs½tica se utiliza la siguiente fïs½rmula:
= 1/2 m Vïs½ o = mVïs½/2
donde:
= energïs½a cinïs½tica
m = masa
V = velocidad
Ejemplo:
Se desea conocer la energïs½a cinïs½tica de un automïs½vil que pesa 1 200 kg y
que corre a 25 m/s
Como la cantidad de energïs½a siempre es la misma antes y despuïs½s de que se
desarrolle un fenïs½meno entonces sepuede enunciar la siguiente ley:
'La energïs½a no se crea ni se destruye, sïs½lo se transforma'.
La energïs½a puede transformarse de un tipo a otro,
por ejemplo, al encender un radio se tiene energïs½a elïs½ctrica, la cual se
transforma en energïs½a mecïs½nica y luego en acïs½stica.
A continuaciïs½n se presenta un esquema de una
hidroelïs½ctrica donde se puede apreciar a transformaciïs½n de la energïs½a.
Potencia
La rapidez con que se realiza un trabajo se conoce como potencia, ïs½sta se
puede obtener por medio de las siguientes expresiones:
P = W/t
P = F ïs½ d/t
P = F ïs½ V
donde:
P = potencia, W = trabajo, t = tiempo, F = fuerza, d = distancia, V = velocidad
Su unidad es el watt (W) que es igual a:
Dos mïs½ltiplos muy utilizados son:
kilowatt (kW) = 1 000 watts
megawatt (MW) = 1 000 000 watts
que generalmente se usan para expresar la potencia elïs½ctrica.
Para expresar la potencias mecïs½nica es mïs½s
usual utilizar a unidad denominada caballo de fuerza (hp) cuyas equivalencias
son:
1 hp = 746 W = 0.746 kW
1 kW = 1.34 hp
Por ejemplo: una mïs½quina efectïs½a un trabajo de 7
850 joules en 5 minutos.
a) Encuïs½ntrese la potencia requerida.
b) ïs½Cuïs½l es la potencia en caballos de fuerza? 1
hp = 746 W
