Principio de conservación de la energía. Introducción. En el presente trabajo se analizara el principio de conservación de la energía, debido a que esta indica que la energía no se crea ni se destruye; dest ruye; solo se transforma. Existen varios tipos de energía como la mecánica, la potencial, potencial elástico y la cinética, en estas transformaciones, la energía total permanece constante. Ya que es la misma antes y después de cada transformación. La energía cinética 1 =
2
La energía potencial Ep=mgh La energía potencial elástica
La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Em = 1/2mv2 + mgh.
Marco teórico. Concepto La conservación La conservación de la energía es una ley física que postula que la energía no se crea ni se destruye .Esto quiere decir, que la energía puede transformarse de una forma a otra, pero la cantidad total de energía siempre permanece constante, pero se va transformando una y otra vez. Dichas formas van desde la energía cinética y potencial hasta la luz, el calor y el sonido. (A., 2003)
Tipos de energía Energía Cinética. La energía es la capacidad de un objeto de transformar el mundo que le rodea. Su unidad es el Joule. Los cuerpos por el hecho de moverse tienen la capacidad de transformar su entorno. Por ejemplo, al movernos somos capaces de transformar objetos, de chocar, de romper, Llamamos energía cinética a la energía que posee un cuerpo por el hecho de moverse. La energía cinética de un cuerpo depende de su masa y de su velocidad según la siguiente relación: 1 =
2
La velocidad de un cuerpo proporciona una capacidad al móvil de transformar el medio que le rodea. Esta capacidad es su energía cinética que depende del cuadrado de la velocidad y de la masa. (Oswaldo, 2017)
Energía Potencial. La Energía potencial es la energía que posee un cuerpo, que se encuentra situado a una determinada altura sobre el suelo.
La energía potencial, Ep, se mide en julios (J), la masa, m, se mide en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad, g, en (m/s 2) y la altura, h, en metros (m). Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elá stica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración. La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética. La energía potencial se manifiesta de diferentes formas. Por ejemplo, los objetos eléctricamente cargados tienen energía potencial como resultado de su posición en un campo eléctrico. Un explosivo tiene energía potencial química que se transforma en calor, luz y energía cinética al ser detonado. (Editor, 2014)
Energía potencial Elástica La energía potencial elástica es la energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico, tal es el caso de un resorte. De acuerdo con la ley de Hooke, la fuerza requerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento.
Esta energía potencial elástica tiene un valor igual a:
Donde:
E p: Es la energía potencial del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Julio ( J )
k : Constante elástica del muelle. Depende el propio muelle en sí, cuanto mayor es su valor, más trabajo cuesta estirar el muelle. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es Newton por metro ( N/m)
x: Distancia hasta la posición de equilibrio . Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro (m)
Donde x es la posición del extremo del resorte y k una constante de proporcionalidad. Al soltar el resorte, se libera energía potencial elástica, al tiempo que el extremo del resorte adquiere velocidad y energía cinética. Al comprimir un resorte, se realiza un trabajo que se acumula como una energía potencial elástica. (Javier, 2008)
Energía Mecánica La rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas se denomina mecánica. En un cuerpo existen fundamentalmente dos tipos de energía que pueden influir en su esta do de reposo o movimiento: la energía cinética y la potencial. Sin embargo, las dos que se han presentado participan en fenómenos muy cotidianos. Históricamente son las Existe una situación donde los objetos sólo poseen estos dos ti pos de energía: la caída libre. La suma de la energía cinética y potencial de un objeto se denomina Energía Mecánica.
En los procesos físicos, la energía suele almacenarse en los cuerpos en forma combinada de tipo cinético y potencial. Esta suma de energías se denomina energía mecánica, y se escribe genéricamente como:
Fuerzas que intervienen en un cuerpo lanzado hacia arriba: una genera movimiento (energía cinética) y la otra, el peso, va acumulando energía potencial gravitatoria hasta el punto más elevado de la trayectoria. (Giancoli, 2006)
