Energía cinética y energía potencial
1. Energía potencial
Es la energía que tienen los cuerpos por ocupar una determinada posición. Podemos hablar de:
1.1 Energía potencial gravitatoria
Es la energía que tiene un cuerpo por estar situado a una cierta altura sobre la superficie terrestre.
Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).
La energía potencial gravitatoria se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s2), y la altura en metros (m).
Por ejemplo, una piedra al borde de un precipicio tiene energía potencial gravitatoria: si cayera, ejercería una fuerza que produciría una deformación en el suelo.
1.2 Energía potencial elástica
La energía potencial elástica es la energía que tiene un cuerpo que sufre una deformación.
Su valor depende de la constante de elasticidad del cuerpo (k) y de lo que se ha deformado (x).
La energía potencial elástica se mide en julios (J), la constante elástica en newtons/metro (N/m) y el alargamiento en metros (m).
Por ejemplo, cuando se estira una goma elástica almacena energía potencial elástica. En el momento en que se suelta, la goma tiende a recuperar su posición y libera la energía.
2. Energía cinética
La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento.
Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v).
La energía cinética se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s).
La energía cinética es un tipo de energía mecánica. La energía mecánica es aquélla que está ligada a la posición o al movimiento de los cuerpos.
Donde:
Ec=energía cinética
Epg=energía potencial gravitatoria
EE=energía elástica
Por ejemplo, es la energía que posee un arco que está tensado o un coche en movimiento, o un cuerpo por estar a cierta altura sobre el suelo.
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Ejercicio:
Calcular la energía cinética de un camión de 5 toneladas que se desplaza a 72 km/h.
Solución:
Pasamos la velocidad al Sistema Internacional:
Su energía cinética valdrá:
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Ejercicio:
Calcular la masa de la bola de acero que incrementa su energía potencial gravitatoria en 600 J al elevarla una altura de 4 metros.
Solución:
Despejando la masa de la ecuación de la energía potencial gravitatoria tendremos:
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