FORMAS DE ENERGÍA

FORMAS DE ENERGÍA

"La energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma"

Energía 

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un trabajo.

Vale indicar que si un cuerpo A realiza trabajo sobre B, entonces A le comunica energía a B.

Relación entre trabajo y energía

La energía indica la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Entonces la energía de un cuerpo se mide por el trabajo que realiza, por lo tanto cuando un cuerpo realiza trabajo, habrá perdido tanta energía como trabajo haya realizado, y viceversa.
La unidad de medida es la misma que se emplea para medir el trabajo, en el Sistema Internacional el mismo que es el Joule (J).

Existen muchas formas de energía como son: mecánica, térmica, eléctrica, química nuclear, solar luminosa y eólica. De todas estas formas de energía estudiaremos a continuación la energía mecánica debido a su importancia.

Energía Mecánica

Se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo en virtud a su movimiento mecánico (velocidad) y la posición que ocupa en el campo gravitatorio, respecto a un sistema de referencia. La energía mecánica se divide en Energía Cinética (Ec) y Energía Potencial (Ep).

A continuación la fórmula para su cálculo:

Em = Ec + Ep

Donde:

Em = Energía Mecánica (J)

Ec = Energía Cinética (J)

Ep = Energía Potencial (J)

Vídeo ilustrativo de Energía Mecánica 




Energía Cinética

                                     

Es la energía que poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento. Para  que un cuerpo adquiera energía cinética es necesario realizar un trabajo sobre él de forma que una fuerza constante al actuar sobre el cuerpo, lo desplace aumentando su velocidad. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza al actuar sobre el cuerpo será igual al cambio de la energía cinética del mismo, entonces la fórmula quedaría de la siguiente manera:

Ec = 1/2 mv^2

Donde:

Ec =  Energía Cinética (J)

m =  masa (kg)

v =  velocidad (m/s)


Vídeo ilustrativo de la Energía Cinética

Energía Potencial 
                   
                                   

Es la energía que poseen todos los cuerpos, que en función de su posición o estado es capaz de realizar un trabajo. Por ejemplo: cuando comprimimos un resorte realizamos un trabajo, el mismo que se convierte en energía potencial almacenada, luego al soltar el resorte, este realiza un trabajo igual al que se realizó para comprimirlo. Lo mismo ocurre si en lugar de comprimirlo lo estiramos.

Otro ejemplo, es el de las presas, en las que el agua almacenada tiene energía potencial capaz de realizar un trabajo al abrir las compuertas.

                            

Cuando levantamos un cuerpo a cierta altura (h) realizamos un trabajo, igual al producto de la fuerza aplicada por la altura a la que fue desplazado. Este trabajo se convierte en energía potencial del cuerpo el cual al caer, será capaz de realizar un trabajo del mismo valor sobre cualquier objeto en el que caiga, por lo tanto tenemos la siguiente fórmula: 

Ep =  m g h

Donde:

Ep =  Energía Potencial (J)

g = gravedad (m/s^2)

h = altura (m)


Vídeo ilustrativo de la Energía Potencial

Software libre que facilita la comprensión de los conceptos antes vistos

PhET

Este es un software libre creado como un proyecto de simulaciones por la Universidad de Colorado, el mismo tiene como fin proporcionar al alumno de un ambiente de experimentación e investigación, para que por medio de la experiencia construya su propio conocimiento, además de existir simulaciones previamente diseñadas e inmutables también existen algunas en las cuales el estudiante puede construir su propio ambiente de experimentación.

El acceso a este software es mediante un correo electrónico, teniendo así la posibilidad de elegir entre una infinidad de simulaciones de diversos temas como podemos observar en la siguiente imagen:

Menú de simulaciones de PhET

A continuación mostrare unas imágenes de la simulación que nos ayuda a la comprensión del tema Formas de Energía 

Podemos observar los valores de cada forma de energía en la tabla de la izquierda

Aquí se indica que el ambiente de experimentación puede ser creado por el estudiante

El software nos indica los valores de las diversas energías que se presentan en la actividad

En el siguiente vídeo podemos observar como funciona esta Simulación denominada Energía en la Pista de Patinaje

                                   

Para finalizar adjunto el enlace para que puedan acceder al Software PhET:
https://phet.colorado.edu/

El siguiente es el enlace del simulador antes visto:
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_es.html