LOS TIPOS DE ENERGÍA

 

Buenos días mis estudiantes, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

16 de octubre del 2024

LA ENERGÍA MECÁNICA

La energía potencial gravitacional: 

Es la capacidad que tiene un cuerpo de producir trabajo por el hecho de estar a una determinada altura.

Ejemplo: Calcula la energía potencial gravitacional de un objeto de 5 kg que está a una altura de 10 m sobre el suelo. 

$$E_p = mgh$$

• $m = 5 \, \text{kg}$
• $g = 9.81 \, \text{m/s}^2$
• $h = 10 \, \text{m}$
  
  

$$E_p = 5 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \times 10 \, \text{m} = 490.5 \, \text{J}$$

Energía cinética:

Es la energía asociada al movimiento de un objeto. Cuanto más velocidad tiene un objeto en movimiento adquiere mayor energía cinética.

Ejemplo: Un automóvil de 1,200 kg se mueve a una velocidad de 25 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?

• $m = 1200 \, \text{kg}$
  
• $v = 25 \, \text{m/s}$
  

$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">E</span></b></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">k</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1</span></b></span>}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1200</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">kg</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span><span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">(</span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">25</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">m/s</span></b></span>}{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">)</span></b></span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span><span><span\; style="color:\; \#2b00fe;\; font-size:\; medium;"><b> \; </b></span></span><span><span\; style="color:\; \#2b00fe;\; font-size:\; medium;"><b> \; </b></span></span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1</span></b></span>}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1200</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">625</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">375000</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">J</span></b></span>}$$

Energía potencial elástica:

Es la capacidad que tienen algunos materiales de recuperar su forma cuando se comprimen o se estiran.

Ejemplo: Una primavera con una constante de elasticidad $,$se comprime 0.3 m. ¿Cuál es la energía potencial elástica almacenada en la primavera?

$$$$Epe=12kx2

• $k = 200 \, \text{N/m}$
  
• $x = 0.3 \, \text{m}$
  

$$E_{pe} = \frac{1}{2} \times 200 \, \text{N/m} \times (0.3 \, \text{m})^2 = \frac{1}{2} \times 200 \times 0.09 = 9 \, \text{J}$$

 

Ejercicios:

1. Un objeto de 10 kg se encuentra a 15 m sobre el suelo. Calcula su energía potencial gravitacional.
2. Un ciclista de 80 kg viaja a una velocidad de 12 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
3. Una resorte tiene una constante de elasticidad de  k=150N/m. Si se estira 0.4 m, ¿cuánta energía potencial elástica se almacena en el resorte?
4. Un niño de 25 kg sube a un árbol y se sienta en una rama a 8 m de altura. ¿Cuál es la energía potencial gravitacional del niño en esa posición?
5. Una pelota de fútbol de 0.5 kg se lanza a una velocidad de 20 m/s. Calcula su energía cinética.

El aprendizaje es un tesoro que nadie puede arrebatarte. ¡Gracias por permitirme ser parte de tu viaje! Nos vemos la próxima clase...💚