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LA ENERGÍA

LA ENERGÍA. CAPACIDAD QUE TIENEN LOS SISTEMAS FÍSICOS DE PRODUCIR CAMBIOS SU UNIDAD DE MEDIDA DEL SISTEMA INTERNACIONAL ES EL JULIO (J) 1 J = 1 N·m SE TRANSFIERE ENTRE SISTEMAS POR DOS MÉTODOS:

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  1. LA ENERGÍA • CAPACIDAD QUE TIENEN LOS SISTEMAS FÍSICOS DE PRODUCIR CAMBIOS • SU UNIDAD DE MEDIDA DEL SISTEMA INTERNACIONAL ES EL JULIO (J) • 1 J = 1 N·m • SE TRANSFIERE ENTRE SISTEMAS POR DOS MÉTODOS: • TRABAJO – Una fuerza actúa sobre un cuerpo modificando su estado de movimiento (Lanzamiento de una flecha con un arco, movimiento de un coche, cambio de un libro en una estantería…) • CALOR – Intercambio de calor entre dos cuerpos a diferente temperatura (calentamiento del agua en un cazo, mezcla de dos fluidos a diferente temperatura, …)

  2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

  3. LA ENERGÍA • SISTEMAS FÍSICOS TIENEN ENERGÍA AUNQUE NO ESTÉN PRODUCIENDO TRANSFORMACIONES: • AGUA EMBALSADA EN UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA: MUEVE TURBINAS QUE GENERAN ELECTRICIDAD • AGUA EN UNA CACEROLA AL FUEGO: LA ENERGÍA DE LA LLAMA AUMENTA LA TEMPERATURA DEL AGUA

  4. ENERGÍA POTENCIAL • ES LA ENERGÍA ASOCIADA A LA POSICIÓN O A CAMBIOS EN LA MISMA • CAÍDA DE UN CUERPO ATRAÍDO POR LA FUERZA GRAVITATORIA: • EXISTE UNA FUERZA: EL PESO • EXISTE UN DESPLAZAMIENTO: LA VARIACIÓN DE LA POSICIÓN • POR TANTO: EXISTE UN TRABAJO – PODEMOS AFIRMAR QUE EL CUERPO SITUADO EN LO ALTO POSEÍA ENERGÍA (ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA)

  5. ENERGÍA POTENCIAL • LANZAMIENTO DE UNA PIEDRA CON UN TIRACHINAS • EXISTE UNA FUERZA: LA FUERZA ELÁSTICA DE LAS GOMAS TENSADAS • EXISTE UN DESPLAZAMIENTO: EL RECORRIDO DEL CUERPO LANZADO • POR TANTO, SE HA REALIZADO UN TRABAJO – PODEMOS AFIRMAR QUE LAS GOMAS TENSADAS POSEÍAN UNA ENERGÍA QUE HA REALIZADO UN TRABAJO (ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA)

  6. ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA • ES LA ENERGÍA DE UN SISTEMA DEBIDA A SU POSICIÓN RESPECTO DE LA TIERRA. DEPENDE DE: • LA MASA DEL SISTEMA • LA ALTURA A LA QUE SE ENCUENTRA Ep = m·g·h DEp = Ep – Ep0 = m·g·h – m·g·h0 Por convenio Ep0 = 0 si h0 = 0  Ep = m·g·h

  7. ENERGÍA CINÉTICA • ES LA ENERGÍA DEL SISTEMA DEBIDA A SU MOVIMIENTO. DEPENDE DE: • LA MASA DEL SISTEMA • LA VELOCIDAD DEL SISTEMA • Efectos de un proyectil son mayores cuanto: • Mayor sea su masa • Mayor sea la velocidad que lleva Ec = 1/2m·v2

  8. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA • LA ENERGÍA MECÁNICA ES LA QUE TIENE UN CUERPO DEBIDO A SU VELOCIDAD (Ecinética) Y A SU POSICIÓN (Epotencial). • Emecánica = Ecinética + Epotencial EN AUSENCIA DE ROZAMIENTO • CUANDO UN CUERPO CAE, LO QUE PIERDE EN Epotencial LO GANA EN Ecinética • SI EXISTE ROZAMIENTO, PARTE DE LA ENERGÍA SE DISIPA EN FORMA DE CALOR

  9. EL TRABAJO • ES UNA FORMA DE TRANSFERIR ENERGÍA DE UN CUERPO A OTRO: • SI UN CUERPO REALIZA UN TRABAJO ES PORQUE TRANSFIERE ENERGÍA A OTRO • SI SE REALIZA TRABAJO SOBRE UN CUERPO ES PORQUE LA ENERGÍA SE LA TRANSFIERE OTRO A ÉL

  10. EL TRABAJO MECÁNICO • EXISTE TRABAJO CUANDO EL PUNTO DE APLICACIÓN DE UNA FUERZA F SE DESPLAZA UNA DISTANCIA De. • W = F·d·cos a = Fe·d • EL TRABAJO PUEDE SER: • POSITIVO: SI AUMENTA LA ENERGÍA DEL CUERPO • NEGATIVO: SI DISMINUYE LA ENERGÍA DEL CUERPO • NULO: SI LA ENERGÍA DEL CUERPO NO VARÍA • Visita esta página: http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/escenas/trabajo_energia/queeseltrabajo.php

  11. TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIAL • PARA ELEVAR UN CUERPO DE MASA m DESDE UNA ALTURA h0 HASTA UNA ALTURA h HAY QUE APLICAR UNA FUERZA m·g QUE EQUILIBRE EL PESO DEL CUERPO Y DESPLAZARLO UNA DISTANCIA h-h0 • W = m·g·(h-h0) = Ep – Ep0 = Dep • EL VALOR DEL TRABAJO REALIZADO AL ELEVAR UN CUERPO ES IGUAL AL AUMENTO DE SU ENERGÍA POTENCIAL

  12. TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIAL • Ejemplo: Alpinista que sube una montaña • ALPINISTA INCREMENTA SU ENERGÍA POTENCIAL AL GANAR ALTURA • ENERGÍA QUÍMICA OBTENIDA A PARTIR DE LOS ALIMENTOS SE TRANSFORMA EN ENERGÍA ELÁSTICA DE LOS MÚSCULOS QUE IMPULSAN EL CUERPO EN LA SUBIDA, ADQUIRIENDO ENERGÍA POTENCIAL A MEDIDA QUE AUMENTA SU ALTURA

  13. TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA • TEOREMA DE LA ENERGÍA CINÉTICA O DE LAS FUERZAS VIVAS: “EL TRABAJO REALIZADO POR LA FUERZA RESULTANTE SOBRE UN CUERPO ES IGUAL A LA VARIACIÓN DE SU ENERGÍA CINÉTICA” • W = F·d = F·De de acuerdo con el segundo principio de la dinámica: F = m·a • W = m·a·De

  14. TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA • Si aplicamos sobre un cuerpo que se mueve con una velocidad v0 una fuerza F a lo largo de una distancia De, la velocidad final vf es:

  15. TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA • Por tanto:

  16. LA DISIPACIÓN DE ENERGÍA Y EL RENDIMIENTO • EXISTEN PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR PORQUE EXISTE ROZAMIENTO • EL TRABAJO ÚTIL REALIZADO POR UNA MÁQUINA ES INFERIOR A LA ENERGÍA QUE SE LE SUMINISTRA • CUANDO EXISTE ROZAMIENTO, LA ENERGÍA MECÁNICA NO SE CONSERVA: Ec0 =Ecf + Calor

  17. LA POTENCIA • INDICA LA EFICACIA EN RELACIÓN AL TIEMPO INVERTIDO POR UNA MÁQUINA EN REALIZAR UN TRABAJO (Es decir, la velocidad con que una máquina realiza un trabajo) • SE MIDE EN vatios (W) (1 W = 1 J/S) • 1 kW·h = 1 kW·1h = 1000 J/s·3600s = 3,6·106 J • Por tanto, 1kW·h = 3,6·106 J

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