La energía: una idea fructífera y alternativa a la fuerza

Energía El término energía (del griego energeia, actividad, operación; energos=fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.

¿Cómo obtenemos la energía? Por medio de los alimentos. Y al consumirlos una parte se convierte en movimiento y la otra en calor. Y una proporción se transforma en energía química y la otra en grasa.

El Sol es una estrella que posee una gran cantidad de energía la cual produce porque en su interior ocurren reacciones nucleares en las que se fusiona el hidrogeno y el helio, esta energía llega a la Tierra y a todos los planetas en forma de luz.

¿Cómo usamos energía para movernos? Al trasladarte o al viajar de un lugar a otro. Al producto de la magnitud de la fuerza y de la distancia se le llama trabajo.

Con el desarrollo de la tecnología, a finales del Siglo XIX, el alemán Karl F. Benz, fabrico los automóviles, cuya energía la obtiene de los combustibles. En los motores de combustión interna como los que usan los automóviles o las lanchas, la energía química de los combustibles se transforma en calor y luego se convierte en movimiento de las llantas o de las aspas.

¿Cómo se genera la energía? Se genera en grandes centrales de energía que en caso de México, queman petróleo, gas, carbón, de la caída de agua de los ríos para generar la energía eléctrica que necesitan millones de casas.

En una central eléctrica eólica se transforma la energía de movimiento en energía eléctrica.

Diferentes formas de energia Energía mecánica.- tiene dos tipos la energía cinética y la potencial. La cinética es la que tienen los cuerpos en movimiento. La potencial se debe a la fuerza de gravedad a la que se somete un cuerpo. Ejemplo. Una pelota tiene las dos energías.

Energía Electromagnética Energía Electromagnética.- se relaciona con todos lo fenómenos eléctricos y magnéticos, como lo rayos y los imanes.

Energía térmica.- es la energía que posibilita que haya un flujo de energía en forma de calor, cuando hay una diferencia de temperatura entre dos cuerpos, es decir, que uno tiene una temperatura mas alta que otro.

Energía química.- es la que pueden liberar algunas sustancias al ocurrir una reacción química para realizar un trabajo. Por ejemplo: los alimentos, el petróleo, la gasolina, el gas, el alcohol. Energía nuclear.- es la que poseen los núcleos de los átomos, y se manifiesta cuando parten o fisionan o se juntan o fusionan.

¿Qué son las fuentes alternativas de energía? El petróleo, el gas y el carbón son fuetes de energía que se agotan y se pueden terminar. México es productor de petróleo.

Desde hace unos años se promueve el uso de las fuen tes alternativas de energía, ya que son renovables y causan menos impacto negativo al medio ambiente que otras. Ejemplo son la solar, la hidroelectrica, la eolica, la geotermica y la maremotriz

Pues bien…… Energía.- se define como la capacidad que de un cuerpo para realizar un trabajo. Trabajo.- mecánico como el producto de la fuerza que actúa sobre un objeto a lo largo de cierta distancia. fuerza W = f x d trabajo distancia

Construye un imán El hierro es un material ferromagnético y, según algunas teorías, está constituido por un conjunto de dominios magnéticos (pequeños cristales de hierro) que se encuentran ordenados al azar. Si conseguimos que esos dominios se orienten todos en la misma dirección, el objeto de hierro se habrá magnetizado. Es lo que ocurre cuando juntamos un clavo con un imán. Al separarlos el clavo ha quedado magnetizado y se comporta también como un imán.

Material necesario Una barra de hierro Un martillo Una brújula

Imanes

Como se puede observar en el dibujo, existen tres zonas en un imán Como se puede observar en el dibujo, existen tres zonas en un imán. Dos zonas a las que llamamos polos (norte y sur) y, una tercera zona central, a la que denominamos zona o línea neutra. La zona neutra es donde no existe ningún tipo de atracción o repulsión magnética. En las zonas de los polos norte y sur, puede haber una atracción o una repulsión magnética, todo dependerá de las cualidades físicas del elemento que acerquemos al polo en cuestión.

¿Qué objetos o materiales pueden ser atraídos por el polo de un imán? Hierro, Acero, Níquel o Cobalto. El nombre utilizado para llamar a los materiales que son atraídos por un imán se les denomina ferromagnéticos.

PROBLEMA 1: Si quieres conocer el trabajo mecánico para levantar una bolsa de 5 kilogramos a una altura de 0.10 metros ( 10 centímetros ), primero debes determinar la fuerza que hay que aplicar que es cuando menos el peso de la bolsa.

Sabemos que … Las unidades de masa se representan con m = Kg. Las unidades de aceleración se representan con a = 9.8 m/sg2 Entonces 1N = m x a Las unidades de fuerza son las mismas que las del peso P = m x a = N

Por lo tanto Joule = N x m Donde: N = Newton m = metros Entonces: P = Kg x 9.8 m/sg2 = F W= F x d = N x m = Joule

SOLUCION: Problema 1 Calculemos el peso : p = m x a = N p =5 kg x 9.8 m/s2 p= 49 N Calculemos el trabajo: W= f x d W= 49 N x .10 m W= 4.9 Joules

ENERGIA MECANICA Y TIPOS: Energía Mecánica.- esta relacionada con el movimiento y fuerza de gravedad a la que esta sujeta un cuerpo, puede ser de dos tipos, cinética o potencial. Energía Cinética (Ec).- Se debe al movimiento de un cuerpo por ejemplo una cascada , cuando una moneda cae, o un automóvil se desplaza.

Rapidez en a la que se mueve el cuerpo Para un cuerpo en movimiento con cierta rapidez y cierta masa la energía cinética se define como el producto de la mitad de la masa del cuerpo, multiplicado por la rapidez elevada al cuadrado. Energía Cinética Masa del Cuerpo 2 Ec = ½ x m x v Rapidez en a la que se mueve el cuerpo

Energía potencial (Ep) Energía potencial (Ep).- de un objeto depende únicamente de su posición con respecto a un nivel de referencia y se debe a la presencia de un campo de fuerzas, que puede ser gravitacional. La energía potencial es aquella que un cuerpo posee por el lugar donde se encuentra, y que en determinado momento esta puede desarrollar para moverse. Por ejemplo la energía química de los alimentos, las pilas y los combustibles es energía potencial que esta disponible cuando ocurre un cambio a otras formas de energía. Masa del Cuerpo Energía Potencial Altura sobre la superficie o nivel de referencia Ep = m x g x h Aceleración de la gravedad

Principio de la conservación de la energía Señala que la energía puede cambiar de una a otras formas de energía, sin que jamás se pueda crear o destruir, la cantidad total de energía permanece constante. Debido a lo anterior sabemos que la energía mecánica total (Et) es decir la suma de la cinética y la potencial, se mantiene constante. Energía Cinética Energía total Et = Ec + Ep = Constante Energía Potencial