3.1. Energía mecánica
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| Imagen 9: Energía mecánica |
La energía mecánica representa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
Sin embargo la masa por si misma no es una forma de energía mecánica. Para que un sistema tenga energía mecánica deberá o bien moverse con una cierta velocidad o estar alejado de su posición de reposo.
Existen tres tipos de energía mecánica:
- Energía cinética. Es la energía asociada a la velocidad con la que un cuerpo de una determinada masa se mueve. En la fotografía de la derecha el niño que está saltando en la cama elástica posee energía cinética por el hecho de moverse. Esa energía cinética se manifestará como trabajo cuando caiga sobre la cama elástica deformándola.
- Energía potencial. Es la energía asociada a la posición que ocupa un objeto de una determinada masa respecto a un sistema de referencia.En el ejemplo de la fotografía, cuando el chico llega a una altura máxima sobre la cama elástica no tiene energía cinética, su velocidad es cero. Sin embargo posee energía potencial por estar a una determinada altura sobre la cama elástica. En el instante que el niño comienza a descender la energía potencial se irá transformando en energía cinética y cuando llegue a la cama elástica se manifestará de nuevo como trabajo.
- Energía potencial elástica. Es la energía que posee un cuerpo por haber sido deformado y alejado de su estado de reposo. En el caso de la cama elástica el peso del niño que cae sobre ella produce una deformación que a su vez producirá un trabajo al "lanzar" al niño de nuevo por lo aires cuando recupere su forma.
Actividad
Energía cinética
Es la debida al movimiento que tienen los cuerpos, la capacidad de producir trabajo depende de la masa de los cuerpos y de su velocidad, según la ecuación:
Reflexión
Actividad
Energía potencial
Es la capacidad que tiene los cuerpos de producir trabajo en función de la posición que ocupan. En el caso de un cuerpo que se encuentra a una altura h respecto de un sistema de referencia:
Reflexión
Actividad
Energía potencial elástica
Es la que se encuentra almacenada en los resortes o elementos elásticos cuando se encuentran comprimidos. El valor de esta energía es proporcional al valor de la constante de rigidez (k) del elemento elástico y la longitud de la deformación (x)
Reflexión
Hemos visto pues que existen tres tipos de energía mecánica. La energía cinética asociada a la velocidad con la que se mueve un sistema, la potencial, asociada con la posición que ocupa el sistema respecto a una referencia y la energía potencial elástica asociada a sistemas que han sido deformados y que son capaces por su cuenta de recuperar su forma original.
La energía mecánica de un sistema será la suma de estos tres tipos de energía.
Actividad
Energía mecánica
La energía mecánica de un sistema será la suma de la energía cinética, potencial y potencial elástica.
En un sistema aislado, la suma de las energías potenciales y cinética, es la energía mecánica y se mantiene constante.
Reflexión
Objetivos
Enlace a una interesante página de Ibercaja en la que a través de unas sencillas animaciones flash puedes estudiar los distintos tipos de energía mecánica.