Energía mecánica Energía Mecánica es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar trabajo Un cuerpo tiene energía si tiene capacidad de realizar trabajo.

Presentación del tema: "Energía mecánica Energía Mecánica es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar trabajo Un cuerpo tiene energía si tiene capacidad de realizar trabajo."— Transcripción de la presentación:

1 Energía mecánica Energía Mecánica es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar trabajo Un cuerpo tiene energía si tiene capacidad de realizar trabajo. La energía puede encontrarse en dos formas: I.- Como Energía cinética (E c ): Viene de la palabra griega kinéticos, esta energía se asocia al movimiento de un objeto, y se calcula mediante la expresión: donde m representa la masa del cuerpo en movimiento y v su velocidad.

2 Energía mecánica II.- Como Energía potencial (E p ): Esta energía se encuentra en los cuerpos ubicados sobre un nivel de referencia. Por ejemplo, supongamos que tenemos una piedra levantada a 2 metros sobre el piso. Si la suelto la piedra acelerará y llegará al piso con cierta velocidad. La piedra no puede bajar más, una vez llegado al piso. No tiene energía potencial. Calculamos la energía potencial como: Donde m es la masa del cuerpo, g la aceleración de gravedad (aproximadamente 10) y h la altura a la que se encuentra el cuerpo respecto a un nivel de referencia fijado. En el sistema MKS la unidad de medida de la energía mecánica (cinética y/o potencial ) también se mide en joules J

3 Energía Mecánica Definimos: Trabajo neto W N = suma de todos los trabajos realizados sobre un cuerpo Energía mecánica E = suma de la energía potencial y cinética de un objeto. Variación de energía potencial   E p = energía potencial final de un objeto menos su energía potencial inicial.  Variación de energía cinética   E c = energía cinética final de un objeto menos su energía cinética inicial. 

4 Energía Mecánica Teorema del trabajo y la energía: El trabajo neto realizado sobre un cuerpo es igual a la variación de su energía cinética. Principio de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Este principio es un de los más importantes de la física. Si aplicamos el principio de conservación de la energía a un sistema conservativo (esto es, en ausencia de roce), obtenemos que la energía mecánica permanece constante. Dicho de otra forma, la variación de energía mecánica  E es nula: Es decir, en un sistema conservativo, si aumenta la energía potencial disminuye la cinética y viceversa. La suma de ambas (la energía mecánica total) permanece constante. Sólo se transforma de una forma de energía a otra. Por lo tanto:

5 Energía Mecánica Ejemplo: Tomemos el caso de una piedra de 5 Kg. sostenida a 3 metros de altura la que tiene una energía potencial de: Como su velocidad es cero, no tiene energía cinética. Su energía mecánica total es entonces 150 J. Al soltar la piedra, digamos que después de haber caído dos metros, la fuerza peso habrá realizado un trabajo: Como no actúan más fuerzas este es trabajo neto. De acuerdo al principio de trabajo y energía: W N =  E c, por lo tanto, la energía cinética de la piedra a esta altura es de 100 J (su E ci era cero).

6 Energía Mecánica La E c de un objeto se relaciona con su masa y velocidad de acuerdo a la expresión: De esta expresión despejamos la velocidad v a la cual va la piedra. Como la piedra ha bajado dos metros y estaba colocada a tres, le queda por bajar sólo uno. En este momento entonces tiene : Veamos un resumen de lo sucedido con la energía de la piedra al momento de caer:

7 Energía Mecánica Luego: lo que coincide con lo señalado por el principio de conservación de la energía, considerando que no ha actuado el roce. Su energía mecánica E es: la misma energía mecánica que tenía antes de ser soltada.

8 La energía ¿Has pensado alguna vez qué es lo que hace que puedas estudiar, correr o saltar? Es la energía que nos aportan los alimentos y el oxígeno del aire la que consumimos en todas las actividades que realizamos, por eso necesitamos respirar y comer, para reponerla. Llamamos energía a la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo o provocar un cambio. Sin energía no habría Sol, ni plantas, ni animales, nada…, ni sería posible la vida.

9 FUENTES DE ENERGÍA Las fuentes de energía son aquellos materiales o fenómenos de la naturaleza capaces de suministrar energía en una cualquiera de sus formas. También se les llama recursos energéticos. Hay de dos tipos, las fuentes renovables y las no renovables: Fuentes renovables, si al usarlas no se agotan; como la luz del Sol, el viento, las corrientes de los ríos o las mareas de los mares. Fuentes no renovables, si se agotan cuando las usamos; como el petróleo, el carbón o el gas natural. Las energías renovables Las placas solares sobre los tejados de algunas casas o los grandes molinos de viento que vemos al viajar por carretera en ciertos lugares, consiguen transformar la energía del Sol y del viento, respectivamente, en calor y en electricidad. Llamamos energías alternativas o renovables a aquellas que se obtienen de fuentes que no se agotan al usarlas, como la luz del Sol, el viento, las corrientes de los ríos o las mareas de los mares. Resultan más limpias y menos dañinas para el medio ambiente que los combustibles fósiles. Veamos algunas de ellas, las más importantes

10 ENERGÍA SOLAR Energía solar: es la que se genera por las radiaciones infrarrojas, que se transforman en calor al entrar en contacto con los cuerpos. El hombre ha ideado diferentes formas para utilizar la energía solar. Algunas de ellas son los colectores solares y espejos curvos especiales, que se utilizan en calefacción y para generar energía eléctrica. La energía solar tiene la ventaja de no contaminar. Calentamiento solar Las placas solares, también llamadas colectores, utilizan la energía del Sol para calentar agua, que servirá para la calefacción y el suministro de agua caliente de la casa.

11 La energía cinética Este automóvil, con el que se realizan pruebas especiales a gran velocidad, posee una gran energía cinética.

12 ENERGÍA EÓLICA Energía eólica: es la que se origina por la fuerza del viento. Tiene muchas ventajas, porque no provoca contaminación y es inagotable. Puede generar energía eléctrica por medio de molinos de viento.

13 La energía eólica La energía del viento, la energía eólica, se utiliza en la navegación a vela para impulsar los barcos. Parque eólico Los aerogeneradores dañan menos el medio ambiente que otras fuentes, aunque requieren una velocidad media del viento de al menos 21 km/h.

14 ENERGÍA HIDRÁULICA Aprovechan la energía del agua en movimiento. Es la que se origina por la caída del agua y se utiliza para generar energía mecánica y energía eléctrica.

15 Presa de Itaipú, Paraguay La presa de Itaipú, entre Brasil y Paraguay, sobre las aguas del río Paraná, y su central hidroeléctrica, que es la mayor del mundo, proporcionan energía a ambos países. Tiene una altura de 196 m y 8 km de largo, y cuenta con 14 vertederos que actúan como cataratas artificiales. Corte de una presa El agua, que baja a presión por los conductos de la presa, impulsa unas turbinas que mueven los generadores y producen así una corriente eléctrica.

16 ENERGÍA GEOTÉRMICA La energía geotérmica es energía calorífica renovable producida en las profundidades del planeta. Géiser Los géiseres lanzan gas y agua muy caliente al exterior, agua que se puede utilizar como fuente de energía.

17 . La energía geotérmica tiene varias ventajas: el flujo de producción de energía es constante a lo largo del año ya que no depende de variaciones como: lluvias, caudales de ríos... Para poder extraer esta energía es necesaria la presencia de yacimientos de agua cerca de estas zonas calientes. La explotación de esta fuente de energía se realiza perforando el suelo y extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá aprovechar para accionar una turbina.

18 ENERGÍA NUCLEAR Energía nuclear: es la que se produce cuando se rompe el núcleo del átomo, debido a la liberación de la fuerza que mantiene unidas las partículas del núcleo atómico. Cuando lo que se rompe es el núcleo del átomo, como en el caso del Uranio, se libera mucha energía, llamada energía nuclear.

19 ENERGÍA QUÍMICA Energía química: es producto de una combustión (cualquier sustancia que arde o se "quema"), reacción en la cual se combina el oxígeno del aire con la materia del cuerpo que arde. Durante la combustión se producen luz y calor. Cuando las moléculas se rompen se libera energía química.

20 ENERGÍA ELÉCTRICA Energía eléctrica: es la que se produce por el movimiento de electrones a través de un conductor.

21 Rayo Los rayos son fuertes descargas eléctricas que se producen entre las nubes y el suelo, o entre dos nubes, que tienen distinto tipo de carga. También se produce un sonido, el trueno..

22 Cómo se forma el carbón El carbón que hoy utilizamos se formó a partir de generaciones de plantas que murieron en antiguos pantanos y ciénagas, y que se fueron asentando bajo sedimentos. Este material vegetal formó primero un material orgánico compacto denominado turba, que, con el paso del tiempo, se convirtió en carbón. El carbón es un mineral de origen orgánico, de color negro y combustible. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena. Se cree que la mayor parte del carbón fue formada durante la era carbonífera (hace 280 a 345 millones de años). Existen 4 tipos de carbón, en función de su poder calorífico y de su antigüedad: Turba, Lignito, Hulla y Antracita.

23 Explotación petrolífera El fango de perforación cubre a estos operarios que trabajan con un enorme taladro en la plataforma de una torre de extracción. El fango se bombea por el tubo de perforación para mantener limpio el taladro y transportar a la superficie fragmentos de tierra y roca. Plataforma petrolífera Las plataformas petrolíferas extraen el petróleo de depósitos que se hallan bajo el fondo del mar, en el lecho marino. La palabra petróleo significa aceite de piedra.

24 Refinería de petróleo Las refinerías de petróleo funcionan 24 horas al día para convertir petróleo crudo en derivados útiles. Petrolero Petroleros como éste transportan el crudo por todo el mundo. La mayoría de los petroleros modernos transportan más de 200.000 toneladas de carga. La palabra petróleo significa aceite de piedra.

25 CENTRALES Fotovoltaicas CENTRALES Hidráulica Eólica Maremotriz CENTRALES Térmica Solar térmica Nuclear Geotérmica Biomasa Calor Movimiento de un fluido Vapor de agua GENERADOR Transformador A la alta Transporte en líneas de alta tensión Transformador a la baja CONSUMIDOR TURBINA Fuentes de energía No Renovables Carbón Petróleo Gas natural Uranio Renovables Hidráulica Eólica Solar Biomasa Maremotriz ENERGÍA ELÉCTRICA Células fotoeléctricas ENERGÍA