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, …)
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
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
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)
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)
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
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
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
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
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/esce
nas/trabajo_energia/queeseltrabajo.php
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
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
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
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:
2
2
v f  v0  2 aD e
2
a
v f  v0
2De
2
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA
 Por tanto:
2
W  F ·D e  m ·a ·D e  m ·
Por tanto
v f  v0
2De
: W  Ecf - Ec 0  D Ec
2
De 
1
2
mv
2
f

1
2
mv 0
2
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
 
Trabajo útil
Energía
suministra
  100 % ¡¡ siempre! !
 100
da
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
P 
W
t

F ·D e
t
 F ·v
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