Energia cinética

ernestoyanezrivera 542 views 25 slides Apr 05, 2011
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Chiu Núñez JorgeChiu Núñez Jorge

Cárdenas Ortiz RubénCárdenas Ortiz Rubén

Lara Hernández Omar AlejandroLara Hernández Omar Alejandro

Pineda Vega DavidPineda Vega David

Energía CinéticaEnergía Cinética
La energía cinética es la energía que La energía cinética es la energía que
posee un cuerpo de masa posee un cuerpo de masa mm por por
encontrarse en movimiento. encontrarse en movimiento.

Es un error común creer que por
"movimiento" se habla de
movimiento lineal v. Existe
también el movimiento angular ω,
y no puede ser ignorado. Desde
un punto de vista formal, la
energía cinética es el trabajo
necesario para acelerar una
partícula desde una velocidad
(angular y lineal) nula hasta una
velocidad (angular y lineal) dada.

La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto
según la ecuación:
E = (½)mv2
donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo
elevada al cuadrado.
El valor de E también puede derivarse de la ecuación:
E = (ma)d
donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a
lo largo de la cual se acelera.

Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre
los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden
ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.
Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una
fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se
transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado
a determinada altura sobre una superficie se denomina energía
potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte
en energía cinética.

Todo sucede gracias a la energía: sin ella no
habría vida en la tierra. La energía se clasifica en
7 tipos: energía química, luminosa, nuclear, etc.
Todos los tipos de energía pueden transformarse
en otro, los cual implica siempre la realización de
un trabajo.
La energía existe en diversa formas. Éstas
incluyen la energía calórica, que aumenta la
temperatura de la materia; energía eléctrica, que
hace posible el flujo de la carga por un circuito, y
la energía química contenida en los combustibles.
El sol proporciona energía radiante, que
constituye el espectro electromagnético e incluye
luz, calor y rayos ultravioletas.

La energía cinética, es la parte de la energía mecánica de
un cuerpo y corresponde al trabajo o las transformaciones
que un cuerpo puede producir, debido a su movimiento, es
decir, todos los cuerpos en movimiento tienen energía
cinética, cuando está en reposo, no tiene energía cinética.
Esta capacidad de realizar cambios, que poseen los cuerpos
en movimientos, se debe fundamentalmente, a dos
factores: la masa del cuerpo y su velocidad. Un cuerpo que
posee una gran masa, podrá producir grandes efectos y
transformaciones debido a su movimiento.
Un ejemplo de la aplicación de esta energía es el que se
usaba en la Edad Media, cuando los atacantes de un castillo
empujaban las puertas con un pesado ariete: un tronco
grande y pesado, reforzado con hierro o bronce.

También la velocidad del cuerpo es determinante para su energía
cinética. Este efecto puede observarse cuando una bala, de apenas
unos gramos, puede penetrar en gruesos troncos, al ser disparada a
gran velocidad con un fusil.
En la determinación de la energía cinética, sólo se toma en cuenta la
masa y la velocidad de un objeto, sin importar como se originó el
movimiento; en cambio, la energía potencial depende del tipo de fuerza
que se aplique a un objeto. Por tal razón existen diferentes tipos de
energía potencial.
El estudio de todos los aspectos con que un sistema químico se acerca a
una condición de equilibrio, es lo que se define como cinética-química.

En química la teoría cinética explica el comportamiento de la materia
en sus tres estados: sólidos, líquido y gaseoso. El estado de un
cuerpo está determinado por la cantidad de energía cinética de sus
átomos y moléculas (pequeñas partículas que forman la materia).
Los cambios de estado se producen cuando varía la cantidad de
energía. Los átomos de un gas tienen más energía que los de un
líquido, y los de éste más que los de un sólido. La temperatura, la
presión y el volumen que ocupa un gas depende de la energía
cinética de sus moléculas.

Unidades De MedidaUnidades De Medida
Por tratarse de una energía, y como es de suponer, la energía cinética se mide
en las mismas unidades que la energía mecánica: el joule, el erg y el kilowatt-
hora.
A modo de ejemplo, podemos señalar que un cuerpo de 2 kilogramos de masa,
que se mueva con una rapidez de 1 m/s, tiene una energía cinética de 1 joules
Operacionalmente, la forma de determinar la energía cinética de un cuerpo
consiste en multiplicar la mitad de su masa por el cuadrado de su velocidad.
El cuadrado de la velocidad del cuerpo, es la velocidad multiplicada por sí
misma.
Es decir:
Ec= ½(m*v2)

La energía cinética, es la parte de la energía mecánica de un cuerpo
y corresponde al trabajo o las transformaciones que un cuerpo
puede producir, debido a su movimiento, es decir, todos los cuerpos
en movimiento tienen energía cinética, cuando está en reposo, no
tiene energía cinética.
Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y
entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía,
puede ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Al hablar del movimiento de un cuerpo, es obvio que puede darse el
traslado de este cuerpo. Es por ello que a la energía cinética implícita
en el traslado de un cuerpo se le denomina energía traslacional.

Existen
algunos
otros
tipos
de
energía
cinética

Energía VibracionalEnergía Vibracional
Esta involucra movimiento vibratorio sin que el cuerpo se
desplace:

Energía RadianteEnergía Radiante
La cual se genera al moverse los electrones dentro de los átomos a
mayor velocidad:

Energía CaloricaEnergía Calorica
La cual se encuentra íntimamente relacionada con el movimiento
aleatorio de las moléculas:

Energía RotacionalEnergía Rotacional
La cual se encuentra relacionada con los cuerpos que rotan:

Energía EolicaEnergía Eolica
Esta energía se relaciona con los átomos que se encuentran
en el viento:

La gasolina es un cuerpo que posee energía potencial química.
La energía potencial química puede ser asociada al movimiento de
un vehículo al notar que la energía potencial química es
transformada en energía cinética a través del proceso de
combustión interna. Por supuesto, esto se traduce en el
movimiento del automóvil.

La masa que oscila posee una
energía cinética que es función de
su masa y de su velocidad. Al
variar la velocidad entre un valor
máximo y cero, la energía cinética
alcanza su valor máximo en el
centro de la oscilación y será nula
en los extremos, ya que en ellos la
velocidad se hace cero (el cuerpo
se detiene un instante cuando
invierte el sentido de la
oscilación).

La energía cinética de un objeto en movimiento refleja todos sus grados de
libertad, si puede trasladarse, si puede rotar, o vibrar, u otros más.
La energía cinética de un cuerpo que se mueve trasladándose con velocidad
vν es (1/2)mv2. La velocidad de traslación es realmente un vector, lo que
quiere decir que tiene varias componentes, asociadas cada una de ellas con
las dimensiones del espacio en que se produce el movimiento. Así, un
movimiento en tres dimensiones, como el del cóndor, tiene una velocidad de
tres componentes, uno de dos dimensiones, como una hormiga sobre una
mesa, dos componentes, etc.
Lo interesante es que por cada componente, la energía tiene un término de la
forma (1/2)mvx2 , donde x representa el "nombre" de la componente. Esto
hace que, para el movimiento de traslación del cóndor, por ejemplo, la
energía cinética de traslación sea
(1/2)mv2 = (1/2)mvx2 + (1/2)mvy2 + (1/2)mvz2.
  Pero, hay más. Cada grado de libertad, por ejemplo, la posibilidad de girar,
o de agitar el cóndor sus alas, agrega energía, y ésta se manifiesta en nuevos
términos de la misma forma: (1/2)Iω2 . Es decir, igual que la energía cinética
de traslación, pero donde ahora I es la "inercia" en relación a este nuevo
grado de libertad y ω es su "velocidad". En el caso de la rotación, digamos, I
representa el momento de inercia, y ω , la velocidad angular del cuerpo.
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