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Conservación de la energía

Enviado por Yay Briggitte Tabone



  1. Introducción
  2. Principios de conservación de la energía
  3. Conclusión
  4. Infografía

Introducción

En este trabajo se tratará el tema Conservación de la energía.

Como se verá a continuación existen tipos de energía como la mecánica y la potencial.

La energía mecánica es la suma de su energía cinética y de su energía potencial: E = Ec + Ep .

El trabajo es la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza.

Principios de Conservación De la Energía

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El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el no En todos los casos donde actúen fuerzas conservativas, la energía mecánica total, es decir, la energía cinética más la energía potencial en cualquier instante de la trayectoria es la misma; por ejemplo, la fuerza gravitacional, pues en cualquier trabajo que realice un cuerpo contra la fuerza de gravedad de la Tierra, la energía se recuperará íntegramente cuando el cuerpo descienda.

Em = Ec + Ep

donde Em = energía mecánica total expresada en joules. Sustituyendo las expresiones de las energías:

Em = 1/2mv2 + mgh.

En resumen, "la energía existente en un sistema es una cantidad constante que no se crea ni se destruye, únicamente se transforma". Respecto de fuerzas no conservativas (por ejemplo la fricción) no podemos hablar de energía potencial; sin embargo, la conservación de la energía se mantiene en la forma:

Em = Ec + Q donde Q es ahora el calor disipado al ambiente. En este caso la EC disminuyesiempre y eventualmente el calor transporta la energía a la atmósfera.Principios de la Conservación de la Energía Mecánica

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Enunciado: "La energía mecánica se conserva siempre que no actúen fuerzas no conservativas."

Se define la energía mecánica de una partícula como la suma de su energía cinética y de su

energía potencial: E = Ec + Ep .

El teorema de las fuerzas vivas o teorema de la energía cinética nos dice que el trabajo total

realizado sobre una partícula por las distintasfuerzas actuantes es igual al cambio de energía

cinética que experimenta la partícula: W = ?Ec .

El trabajo total es la suma del realizado por lasfuerzas conservativas (WC ) y el efectuado por las fuerzas no conservativas (WNC ): W =WNC +WC.

(Recordemos que las fuerzas conservativas son las que pueden devolver el trabajo que se realiza para vencerlas, como la fuerza de un muelle o las fuerzas centrales.)

Por otra parte, el trabajo realizado exclusivamente por las fuerzas conservativas se puede

expresar como una disminución de la energía potencial de la partícula: WC = -?Ep .

En resumen, podemos escribir:

W = ?Ec =WNC +WC =WNC - ?Ep entonces WNC = ?Ec + ?Ep entonces WNC = ?E

Lo anterior expresa el resultado conocido como principio de conservación de la energía

mecánica:

La energía mecánica de un cuerpo sujeto únicamente a fuerzas conservativas se mantiene

constante.

Si WNC = 0 entonces ?E = 0 entonces E = cte entonces ?Ec = ?Ep.

Es decir: el aumento de energía cinética conlleva una disminución de energía potencial (y al

revés). Ej.: la energía potencial gravitatoria de una piedra que cae desde un puente se transforma en energía cinética y la energía mecánica permanece constante durante toda la caída (si despreciamos la fricción con el aire).

Cuando actúan también fuerzas no conservativas, el trabajo realizado por éstas produce una

variación en la energía mecánica del cuerpo. Por ejemplo, si existe rozamiento se disipa parte de la energía y el cuerpo se frena. Pero la energía mecánica disipada se transforma en algún otro tipo de energía; en el caso del rozamiento se produce un aumento de la energía interna del sistema cuerpo-superficie de fricción, que se manifiesta en un incremento de la temperatura.

Así llegamos al principio general de conservación de la energía:

Si consideramos el conjunto de todo el sistema como un todo aislado (sin interacción con ningúnotro sistema), la energía total del sistema es constante. La energía no puede crearse ni destruirse; en los procesos físicos ocurren intercambios de energía, pero siempre de forma que la energía total se mantenga constante.

Relación del Trabajo

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 El trabajo es la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a un cuerpo para moverlo. Pero hay que tener en cuenta también, que la dirección de la fuerza puede o no coincidir con la dirección sobre la que se está moviendo el cuerpo. En caso de no coincidir, hay que tener en cuenta el ángulo que separa estas dos direcciones.

T = F. d. Cosa

Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por el coseno del ángulo que existe entre la dirección de la fuerza y la dirección que recorre el punto o el objeto que se mueve.

Sabemos que en Física se usan muchas unidades dependiendo de los sistemas utilizados. La magnitud Trabajo no es la excepción. Cuando la fuerza se mide en Newton (Sistema MKS) o Internacional, y la distancia en metros, el trabajo es medido en Joule (J). Otra unidad es el Kilogrametro (Kgm) que surge de medir la fuerza en Kgs f (Kilogramos fuerza) y distancia en metros. Otro mucho menos usado es el Ergio usado cuando se mide la distancia en centímetros y la fuerza en gramos fuerza.

Un ejemplo:

Una fuerza de 20 Newton se aplica a un cuerpo que está apoyado sobre una superficie horizontal y lo mueve 2 metros. El ángulo de la fuerza es de 0 grado con respecto a la horizontal. Calcular el trabajo realizado por dicha fuerza.

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T = F. d. Cosa

T = 20 N. 2 Mts. Cos0

T = 40 NM. = 40 J (Joule).

Cuando la distancia se mide en metros y la fuerza en Newton, el trabajo se mide en joule.

Ahora supongamos que en el mismo problema usamos un ángulo distinto de 0.Por ejemplo 30 grados.

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T = 20 N. 2 Mts. Cos30

T = 20 N. 2 Mts. 0.891

T = 35.64 J.

Se puede ver que el valor varía. Y si usáramos 90 grados el trabajo se anularía por completo ya que el coseno de 90 es igual a cero.

 

Conclusión

Se conoció por medio de este trabajo escrito las diferentes energías , sus fórmulas y como se empleaban. Cabe añadir que fue de gran ayuda este escrito ya que conocimos un poco más del tema conservación de la energía.

Infografía

  • http://www.xuletas.es/ficha/conservacion-de-la-energia-3/

  • http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/principio-conservacion-energia.html?x=20070924klpcnafyq_269.Kes

  • https://es.wikipedia.org/wiki/Conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa

  • http://beta.ucoz.es/news/principio_de_conservacion_de_la_energia_mecanica/2012-08-25-18

 

 

Autor:

Yay Briggitte Tabone


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