Formas de Energía

Formas de energía cinética

Ejemplos de energía cinética en la vida cotidiana, la energía cinética es quizá la forma de energía más observada y la más intuitiva para los seres humanos, StudySmarter Originals

La energía cinética depende de dos factores. La masa del objeto y la velocidad a la que se mueve.

$E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$

$\mathrm{Kinetic}\mathrm{energy}=0.5\times \mathrm{mass}\times {\mathrm{velocity}}^2$

Donde$E_k$es la energía cinética en julios$\left(\mathrm{J}\right)$,$m$es la masa en kilogramos$\left(\mathrm{kg}\right)$y$v$es la velocidad en metros por segundo$\left(\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}\right)$.

Recordemos que podemos aplicar una fuerza externa para acelerar un objeto. Cuando esto ocurre, decimos que se ha realizado trabajo sobre el objeto.

Realizar trabajo sobre un objeto modifica su energía cinética. Por tanto, podemos calcular el trabajo como el cambio en la energía cinética.

$W=\Delta E_K$

o en palabras

$\mathrm{Workdone}=\mathrm{change}\mathrm{in}\mathrm{kinetic}\mathrm{energy}$

Se necesita la misma cantidad de trabajo para llevar un cuerpo a una velocidad determinada que para detenerlo una vez que se mueve a esa velocidad. Sin embargo, el trabajo realizado será negativo en este último caso porque la fuerza tiene que actuar en contra del movimiento del objeto.

Existen dos tipos de energía cinética:

Un objeto que se mueve en línea recta tiene energía cinética traslacional

Un objeto que gira tiene energía cinética rotacional.

Veamos ahora la energía térmica, que también está relacionada con la energía cinética.

Energía térmica

Elcalor o energía térmicase produce debido al movimiento de los átomos. En otras palabras, es la energía cinética de los átomos, moléculas o iones. La transferencia de calor se produce siempre desde un punto de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Hay 3 formas de transferir calor entre dos cuerpos: conducción, convección y radiación.

Otras formas de energía cinética

• Energíasonora - Las ondas sonoras transfieren energía a través de las moléculas de aire en forma de vibraciones o energía cinética de las moléculas de aire.

• Energíaradiante o energía luminosa:se libera cuando los fotones disipan energía en el entorno. Viaja como radiación electromagnética. Se produce una transferencia de energía cuando la luz entra en contacto con una superficie externa: por ejemplo, la fotosíntesis en las plantas y la luz que incide sobre los paneles solares.

Ahora tenemos una idea clara de cómo un objeto que se mueve tiene energía cinética. Veamos ahora cómo puede almacenar energía un objeto.

Formas de energía: Energía potencial

Cuando alguien dice que tiene potencial, significa que tiene la capacidad de hacer algo gracias a sus habilidades innatas. Una lógica similar se aplica a la energía potencial.

La energía potencial es energía almacenada que puede liberarse para realizar trabajo o aumentar la energía cinética. Existen distintos tipos de energía potencial. Repasemos algunos de ellos.

Energía potencial gravitatoria

Te habrás dado cuenta de que una piedra causa un chapoteo mayor cuando se deja caer al agua, a medida que la soltamos desde mayor altura. Cuando elevamos un objeto en un campo gravitatorio, gana energía potencial gravitatoria (EPG). Cuanto más elevamos la roca, más energía potencial adquiere. Luego, cuando la dejamos caer, esta energía potencial se convierte en energía cinética al caer la roca.

La energía potencial gravitatoria de un objeto depende de su altura, de la fuerza del campo gravitatorio en el que se encuentra y de la masa del objeto.

$E_P\mathit{=}\mathit{}mgh$

o en palabras

donde$E_P$es la energía potencial gravitatoria en$\mathrm{joules}\left(\mathrm{J}\right)$,$m$es la masa del objeto en$\mathrm{kilograms}\left(\mathrm{kg}\right)$,$\mathrm{h}$es la altura en$\mathrm{meters}\left(\mathrm{m}\right)$y$g$es la intensidad del campo gravitatorio en la Tierra$(9.8\mathrm{N}/\mathrm{kg})$.

El cambio en la energía potencial de un sistema define el trabajo realizado sobre él.

$∆E_P=W$

o en palabras

$\mathrm{Change}\mathrm{in}\mathrm{gravitational}\mathrm{potential}\mathrm{energy}=\mathrm{Work}\mathrm{done}\mathrm{to}\mathrm{lift}\mathrm{the}\mathrm{object}$

Energía potencial química

Esta energía se transfiere cuando los enlaces se rompen durante las reacciones químicas. Ejemplos comunes de transferencia de energía química son:

• La combustión del carbón convierte la energía química en calor y luz.

• Las pilas almacenan energía química, que se convierte en energía eléctrica.

• Las hojas convierten la energía del sol en energía química.

Energía potencial elástica

La energía mecánica

Entonces, ¿qué es la energía mecánica?

Viene dada por la siguiente ecuación

$E_{\text{mechanical}}=E_P+E_K$

o en palabras

$\mathrm{Mechanical}\mathrm{energy}=\mathrm{Potential}\mathrm{energy}+\mathrm{Kinetic}\mathrm{energy}$

Ejemplos de transferencia de energía

Siempre que cambia el estado de un sistema, la energía se transfiere de un estado a otro. La energía puede transferirse de distintas formas:

• Transferencia de energía mecánica
• Transferencia de energía eléctrica
• Transferencia de energía térmica
• Transferencia de energía por radiación

Vamos a trabajar con algunos ejemplos que pondrán a prueba tu comprensión de los conceptos que hemos tratado en este artículo.

¿Qué ocurre con las conversiones de energía cuando un objeto está cayendo? Vamos a averiguarlo con nuestro siguiente ejemplo.