La gran familia de la energía
Trabajo
¿Qué entendemos por Trabajo? ¿Una secretaria al estar 8 horas trabajando ejerce trabajo? ¿Un alumno al realizar una tarea de matemáticas realiza trabajo? El trabajo es el proceso a través del cual una fuerza que actúa sobre un cuerpo, produce el desplazamiento del mismo Signo de su magnitud El trabajo es una magnitud escalar pero puede tener un signo de referencia de acuerdo a la dirección de la Fuerza La Unidad de Medida Del trabajo es el Joule (Es la unidad en el Sistema Internacional de Unidades), nombrada así en honor al físico James Prescott Joule.
El Joule se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton para provocar el desplazamiento de un cuerpo igual a 1 metro en la misma dirección de la fuerza
W=F.X
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EN LA PAGINA 31 DEL LIBRO
DONDE W: Trabajo F: Fuerza X: desplazamiento
SI LA FUERZA VALE 1 N (NEWTON)
EL DESPLAZAMIENTO VALE 1 METRO
ENTONCES EL TRABAJO VALE 1 JOULE
W=F.X J=1N.m
Potencia Es la rapidez con que se realiza un Trabajo Es una magnitud escalar que se denota con la letra "P" y equivale al cociente entre el Trabajo y el tiempo en que se realiza Unidad de Medida Su unidad de medida es el Watt (símbolo "W" ) Se define como la potencia gastada al realizar un trabajo de un Joule en un segundo
Energía cinética: Energía de Movimiento, depende de la masa y de la Velocidad del Objeto. Es mayor, mientras mayor masa posea un cuerpo y mayor rapidez alcance.
EN LAS FORMULAS ANTERIORES
Ec: energía cinética m: Masa y V: Velocidad
LA UNIDAD DE ENERGIA TAMBIEN ES EL JOULE
La unidad de masa es el Kilogramo
La unidad de velocidad m/s
Energía potencial
ES LA ENERGIA DE POSICION, Es la energía que posee un objeto cuando se encuentra a una altura determinada. A mayor masa y a mayor altura que se encuentre. mayor será la energía
DONDE m: masa h:altura g: Gravedad g=9,8m/S2
LAS UNIDADES DE LA ENERGIA POTENCIAL Y LA CINETICA ES EL JOULE
Energía Mecánica
Es la energía que se debe a la posición o al movimiento de un objeto (estado de movimiento de un objeto). La energía mecánica corresponde a la suma de la energía potencial y de la energía cinética. PARA QUE EXISTA ENERGIA MECANICA, es necesario que un cuerpo esté en movimiento o que se encuentre a cierta altura o una combinación de las dos condiciones anteriores.
CONSERVACION DE LA ENERGIA
En cualquier proceso, la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma en otras modalidades. La energía total de un sistema es constante" La ley de conservación de la energía afirma que:
1.- No existe ni puede existir nada capaz de generar energía .
2.- No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.
3.- Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.
EN DINAMICA DECIMOS QUE LA ENERGIA MECANICA ES LA SUMA DE LA ENERGIA POTENCIAL Y LA ENEGIA CINETICA, Y ESTA SE MANTIENE CONSTANTE SIEMPRE QUE NO HAY FUERZAS CONSERVATIVAS
Em=Ep+Ec se mantiene constante
Ejercicio. Si un Skater se deja caer de la parte superior de la Rampa cuya altura de 2 metros ¿Qué velocidad alcanza cuando llega a la parte inferior
ESTE ES UN EJEMPLO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
COMO PODEMOS VER ARRIBA SOLO TENEMOS ENERGIA POTENCIAL Y ABAJO SOLO CINETICA PERO LA ENERGIA EN ESTE EJEMPLO SIEMPRE SE CONSERVA
La energía de arriba es igual a la de abajo
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EN LA PAGINA 33 DEL LIBRO
DISTINTOS TIPOS DE ENERGIA
La energía es un elemento clave para el desarrollo de la humanidad. El hombre la necesito, desde el principio de los tiempos, la necesito para sobrevivir. Pero ¿qué es la energía y por qué tiene tanta importancia?
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de hacer funcionar las cosas.
La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el joule (J), en honor al físico inglés James Prescott Joule.
Tipos de energía
La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar.
Energía mecánica
La energía mecánica es aquella relacionada tanto con la posición como con el movimiento de los cuerpos y, por tanto, involucra a las distintas energías que tiene un objetivo en movimiento, como son la energía cinética y la potencial. Su fórmula es:
Em =Ep+Ec
Donde Em es la energía mecánica (J), E p la energía potencial (J) y Ec la energía cinética (J).
La energía potencial hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es:
Ep=m•g•h
Donde m es la masa (kg), g la gravedad de la Tierra (9,81 m/s2 ), h es la altura (m) y Ep la energía potencial (J=Kg·m2 /s2 ).
La energía cinética por su parte se manifiesta cuando los cuerpos se mueven y está asociada a la velocidad. Se calcula con la fórmula:
Ec= ½ m • V2
Donde m es la masa (Kg), v la velocidad (m/s) y Ec la energía cinética (J=Kg·m2 /s2 )
Energía interna
La energía interna se manifiesta a partir de la temperatura. Cuanto más caliente esté un cuerpo, más energía interna tendrá.
Energía eléctrica
Cuando dos puntos tienen una diferencia de potencial y se conectan a través de un conductor eléctrico se genera lo que conocemos como energía eléctrica, relacionada con la corriente eléctrica.
EL ESQUEMA QUE SIGUE MUESTRA UNA FORMA BASICA DE GENERAR CORRIENTE ELECTRICA
SE NECESITA UN IMAN
UNA ESPIRA RECTANGULAR (CABLE) QUE GIRE DENTRO DEL IMAN
UNA MANIVELA QUE HACE MOVER LA ESPIRA
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EN LA PAGINA 89 DEL LIBRO
LOS AUTOS ELECTRICOS MAS CERCA QUE NUNCA
Tesla, Inc. Es una empresa estadounidense ubicada en Silicon Valley, California, y liderada por Elon Musk que diseña, fabrica y vende automóviles eléctricos, componentes para la propulsión de vehículos eléctricos y baterías domésticas a gran escala. Tiene su sede en Palo Alto, California. El nombre de la empresa es un tributo al ingeniero eléctrico de origen serbio Nikola Tesla
BYD, el gran fabricante chino de coches eléctricos
BYD, hasta el año pasado el mayor fabricante de vehículos eléctricos, ya esta en Europa por Noruega tras estar ya presente en América Latina. Es una gran alternativa mundial en la fabricación de autos eléctricos
En los últimos años han surgido infinidad de marcas chinas que han sido denominadas en los titulares de los medios como "los nuevos rivales de Tesla": Xpeng, Aiways, Great Wall... Y no solo chinas: Lucid Motors, antes Nikola Motors...
Las baterías son el futuro de BYD
Veremos cómo entran estos vehículos en el mercado europeo, y quién sabe si pronto también en el norteamericano. Lo que podría abrir por fin el paso para la tan comentada, pero de momento poco palpable, llegada masiva de vehículos de los autos eléctricos
Lo que sí que parece evidente es que BYD seguirá siendo, más allá de los coches, uno de los actores fundamentales en el mercado de las baterías. En abril de este año presentó sus nuevas baterías Blade, llamadas así porque se presentan en forma de cuchillas y forman parte de la nueva oleada de pilas en la que también está inmersa Tesla y que buscan rebajar el precio del kWh por debajo de los 100 dólares. Un factor diferencial para rebajar el precio de los coches eléctricos.
Energía térmica
Se asocia con la cantidad de energía que pasa de un cuerpo caliente a otro más frío manifestándose mediante el calor.
Energía electromagnética
Esta energía se atribuye a la presencia de un campo electromagnético, generado a partir del movimiento de partículas eléctricas y magnéticas moviéndose y oscilando a la vez. Son lo que conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan a través del espacio y se trasladan a la velocidad de la luz. LA VELOCIDAD DE LA LUZ ES DE 300000km/s
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EN LA PAGINA 20 DEL LIBRO
El Sol nos muestra un ejemplo de ondas electromagnéticas que se pueden manifestar como luz, radiación infrarroja y también ondas de radio.,
UNA APLICACION DE LA ENERGIA ELECTROMAGNETICA LA VEMOS HOY EN LOS SATELITES. EN ESTE CASO
Starlink INTERNET SATELITAL
Starlink, el servicio de internet satelital de SpaceX de Elon Musk, a principios de 2019 Musk, ya tenia 420 satélites funcionales en órbita. Lo que significa que este servicio esta en pleno funcionamiento
Durante el año 2019 y también el 2020 se efectuaron lanzamientos masivos de a lotes de 60 satélites en cada lanzamiento
El servicio de internet de Starlink tiene como objetivo áreas rurales. Según el director general de Space X Este servicio de internet tendrá la suficiente banda ancha para soportar el uso típico de internet. "El ancho de banda es una pregunta complicada de responder. Pero se podría decir que alguien podrá ver películas en alta definición, jugar videojuegos y hacer todo lo que le gusta hacer sin notar la velocidad"
Esta empresa está considerando satélites globales de Internet como su próxima aventura, informó The Wall Street Journal.
Los satélites son pequeños, SpaceX es el candidato probable para lanzar el escuadrón de satélites
Energía química
La energía química se manifiesta en determinadas reacciones químicas en las que se forman o rompen enlaces químicos. El carbón, el gas natural o el funcionamiento de las baterías son algunos ejemplos del uso de esta energía.
EL AUGE DE LAS BATERIAS DE LITIO
LA ENERGIA QUIMICA AHORA HA TOMADO MAS IMPUSLO CON LOS CELULARES Y LOS AUTOS ELECTRICOS
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EN LA PAGINA 19 DEL LIBRO
La energía nuclear
La energía nuclear es la que se genera al interactuar los Núcleos atónicos con un neutrón o entre sí. Puede liberarse Muchísima energía a través de su rotura, lo que se conoce como fisión, o de su unión, lo que se denomina fusión.
En el dibujo que sigue tenemos ejemplo de una reacción nuclear de Fisión. Un Neutrón Incide sobre un átomo de Uranio 235 y lo divide en dos núcleos de cesio 140 y tres neutrones y mas la energía 200Mev
PODRAS CONSULTAR ESTOS TEMAS EN LA PAGINA 66 DEL LIBRO
Propiedades de la energía
La energía tiene 4 propiedades básicas:
- Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma y es durante esta transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía.
- Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La energía no se destruye.
- Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.
- Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas).
Transferencia de energía
Existen tres formas principales de transferir energía de un cuerpo a otro:
Trabajo
Cuando se realiza un trabajo se pasa energía a un cuerpo que cambia de una posición a otra. Como ocurre, por ejemplo, si empujamos una caja para desplazarla: estamos realizando un trabajo para que su posición varíe.
Ondas
Las ondas son la propagación de perturbaciones de ciertas características, como el campo eléctrico, el magnetismo o la presión. Al moverse a través del espacio transmiten energía.
Calor
Es un tipo de energía que se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más frío. Esta energía puede viajar de tres maneras principales:
- Conducción: cuando se calienta un extremo de un material, sus partículas vibran y chocan con las partículas vecinas, transmitiéndoles parte de su energía.
- Radiación: el calor se propaga a través de ondas de radiación infrarroja (ondas que se propagan a través del vacío y a la velocidad de la luz).
- Convección: que es propia de fluidos (líquidos o gaseosos) en movimiento.
¡Aprende jugando! Este juego te ayuda a entender la transferencia de energía de una manera sencilla.
ANIMATE y RESPONDE
1.- Define Trabajo
2.- a)Define Potencia b) realiza el esquema de la bicicleta de la pagina 26 del libro para explicar trabajo energía y potencia
3.-Define Energía cinética
4.-Define energía Potencial
5.- Define Energía Mecánica
6.- explica energía eléctrica
7.-Explica el esquema básico de Producción eléctrica con un imán una espira y una manivela (pagina 89 del libro)
8.-Que Paises tienen producción de autos eléctricos
9.-Que empresas ya están fabricando autos eléctricos
10.-Explica energía electromagnética
11.-Explica el proyecto Starlink
12.-Explica energía Química y sus aplicaciones
13.-explica Fisión Nuclear
14.-Cuales son las propiedades de la energía
15.-Como se transfiere la energía
16.- Dibuja el espectro electromagnético de la pagina 20 del libro
ANIMATE Y RESUELVE
Si el skater de deja caer de una altura de 4 metros. ¡que velocidad tiene abajo?
Que trabajo realiza la fiscoculturista si eleva las pesas una altura de 1,5 metros si aplica una fuerza de 100 Newton
Para calcular el trabajo debes multiplicar la fuerza por la distancia elevada
¿Cuál es la potencia muscular si tardo dos segundos en subir las pesas? Para calcular la potencia debes dividir el trabajo por el tiempo
