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jueves, 16 agosto 2018 español
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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).

E subíndice p g fin subíndice igual m por g por 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).

E subíndice E igual 1 medio K por X al cuadrado

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).

E subíndice c igual 1 medio m por V al cuadrado

 

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.


E subíndice m e c fin subíndice igual E subíndice c más E subíndice p g fin subíndice más E subíndice E

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:

V igual 72 fracción numerador k m entre denominador h fin fracción x fracción numerador 1000 m entre denominador 1 k m fin fracción x fracción numerador 1 h entre denominador 3600 s fin fracción igual 20 inclinada fracción m entre s

Su energía cinética valdrá:

E subíndice c igual 1 medio m v al cuadrado igual 1 medio 5000 k g por paréntesis izquierdo 20 inclinada fracción m entre s paréntesis derecho al cuadrado igual 10 elevado a 6 J

 

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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:

m igual fracción numerador E subíndice p g fin subíndice entre denominador g h fin fracción igual fracción numerador 600 J entre denominador 9 coma 8 estilo mostrar inclinada fracción numerador m entre denominador s al cuadrado por 4 m fin fracción fin estilo fin fracción igual 15 coma 3 k g

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