Recursos para el estudio del tema de Energía...

1. CINÉTICACINÉTICA
Y POTENCIALY POTENCIAL
Hecht, EugeneHecht, Eugene
A principios del siglo XIX
nace una concepción de la
Revolución industrial, la
energía
Trabajo,
Potencia =
Mediciones del
cambio de
energía
Principales manifestaciones =
Energía cinética (originada por
una masa en movimiento), y
energía potencial (energía que
se almacena al moverse en
contra de una fuerza)
TRABAJO
•Newton: “El cambio
procede de empujones +
empujones”
•La energía se conecta a
una fuerza de alguna
forma”
En las dos ciencias nuevas Galileo
hizo notar que “ la fuerza y la
distancia se relacionan de una
forma decisiva”
Peso delPeso del
martillomartillo
++
Altura =Altura =
+ efectividad+ efectividad
Subir el refrigerador tres
pisos
Empujar un camión por
tres calles

2. Los ingenieros
de finales del
siglo XVIII
T = F x d
“Cambio de energía”

3. Un pájaro Dodo de
45 Kg. a una altura
de 1.5 m =
T =678 N/m
Mantenerlo una
hora = 0 trabajo
TRABAJOTRABAJO
El elefante no se mueve, nada ha cambiado
en el paquidermo
El cochecito de pilas
chocando contra la pared
tendrá un consumo de pilas
Siempre que haya
una fuerza en
dirección del
movimiento, habrá
un trabajo
Fuerza para:
a) Alterar la velocidad de
un objeto
b) Vencer un rozamiento
c) Comprimir un resorte
d) Moverse en contra de la
gravedad

4. Mecanismos
que producen
movimiento
Abridor de latas
Submarino nuclear
Máquinas que
cortan y trituran
Maquinas que tiran
y golpeen
Máquinas que
levanten o lancen
Máquinas que giren
o doblen
Todas
logran un
trabajo a
partir del
combustible

5. La ciudad de Birmingham se sitúa en
el centro de Inglaterra, a no más de
150 kilómetros al norte de Londres.
En el pasado la ciudad fue conocida
por su industria y ahora es una de los
ciudades más importantes de
Inglaterra tanto por su industria como
por sus universidades (hay más de
60,000 estudiantes allí).

6. Erasmo
Darwin
Maestros del hierro
Cañones
Naves
Puntas de
hierro
Señores
de la
industria
John WilkisonJohn Wilkison
MatthewMatthew
BoultonBoulton

7. TRABAJO
Comienzo de la era de la
Potencia: Movida por viento,
agua, vapor
Vendo lo
que el
mundo
quiere
¡Potencia!
“ La ciencia se había
acercado a la
naturaleza no sólo
para examinarla, sino
para arrancar su
energía para
apropiarse del poder
de los elementos”

8. POTENCIA

9. POTENCIA
Velocidad de hacer un trabajo; la
cantidad de trabajo hecho en el
tiempo que se tarda en hacerlo
Potencia = Trabajo /Tiempo
Igual trabajo en menos tiempo = +
potencia
El trabajo es una forma particular
de forma de energía
Potencia es una razón de
variación de la energía sin
importar cómo se hace
Variación: La
energía puede
pasar de una
forma a otra,
transmitirse de un
sentido a otro tal
flujo de energía es
potencia también

10. Thomas Savery
•Fue uno de los primeros que se
ocuparon del vapor
•Sugirió que la medida de la potencia
debía estandarizarase basándose en
la velocidad de trabajo de un caballo
En el SI , 1 Joule de trabajo cada
segundo = Desarrollo de la
potencia de 1 WATT y…
746 W = 1 Hp

11. •Casi todos los dispositivos electrónicos están diseñados en watts para
indicar su consumo de potencia en el proceso de convertir energía
eléctrica en luz, sonido, calor y trabajo.
Un atleta en muy buena forma
eleva hasta 5.5 L por min. =
potencia de 400 W
¿Por qué un atleta toma mayor
impulso casi al final de una
carrera?

12. PoR lo general comparamos
energía, NO POTENCIA
El $ kilowatt/hora disminuye
para consumidores de grandes
cantidades de potencia, ello a
pesar que la lógica nos sugiere
lo contrario
Por ejemplo, en las series
navideñas las habremos de tener
encendidas noches y días enteros.
Se paga la cantidad total de
energía utilizada; la unidad más
común de la energía es el kilowatt
– hora = 1000 watts de potencia
liberados durante una hora = 3.6
millones de joules

13. Cuando escullemos oir de
los Rollings Stones a 10 W
por canal, debemos
recordar al modestos
escocés y al presuntuosos
fabricante de botones cuyos
motores de vapor abrieron
la época de la potencia
hace 200 años.

14. ENERGÍA
CINÉTICA
F = M x a
“Se hace trabajo al actuar en contra
de la inercia todo el tiempo que la
bola permanece en la mano
moviéndose cada vez más rápido”
Al soltarla corre por la
pista, golpearlos bolos,
los despide, realiza
trabajo en ellos y llega al
reposo”

15. ENERGÍA
CINÉTICA
Trabajo =
Movimiento de
trabajo
Energía no sólo es
la capacidad para
realizar un trabajo,
ya que la bola sólo
tiene energía de
movimiento
Huygens habló
del movimiento
lineal
Leibiniz habló de
la fuerza viva, vis
viva, en donde la
vis viva = W x h
Hoy sabemos que
la vis viva = mv2,
medida del
movimiento

16. ENERGÍA
CINÉTICA
En todos los casos T = F x d
Reformulemos para que quede
expresado en términos de
masa y velocidad
F =M a
Mv2 Vs Mv
¿Vis viva o
Descartes?
Thomas Young llamó
mV2 = Energía,
NO FUERZA VIVA
El trabajo requerido
para producir
cualquier movimiento
es proporcional … a
la energía que se
obtiene”

17. ENERGÍA
CINÉTICA
El trabajo es un cambio
resultante de la energía,
actualmente llamamos
energía cinética a la energía
de movimiento
Para comprenderlo
imaginemos cuerpos que
se mueven por la
influencia de una fuerza
bastante constante
Término introducido
por lord Kelvin hace
más de 100 años
Caída libre por su
propio peso

18. ENERGÍA
CINÉTICA
Trabajo = Cambio de energía
Es decir W = (EC)
Ec = ½ MV2
El factor ½ que
multiplica la
fuerza viva
=Teoría del
movimiento de
Gaspard
Coriolisis /
(1792 – 1843)
El modelo de Young Vis viva
= Transmisión de trabajo
La fuerza viva de
Leibniz = Ec
La “Fuerza” marcó la
era newtoniana; época
de trabajo y potencia
=Energía”
“Los tiempos afecta a la
física y la física a los
tiempos”
La vis viva ha quedado
olvidada por el estruendo
de las máquinas pero
aparece su doble..

19. Cantidades
relativas
Cantidades
relativas
MASAMASA
VELOCIDADVELOCIDAD
TIEMPOTIEMPO
ECEC

20. ¿Por qué la energía cinética
es una cantidad relativa?
268 m/s
14.5 kg
EC = 0
EC = 1 041 448 Nm

21. ENERGÍA
POTENCIALComunica
trabajo al
proyectil
El peso es una fuerza impulsora
ejercida de manera constante
sobre un cuerpo
Para moverse contra
tal empuje necesitamos
aplicar una contra
fuerza y realizar un
trabajo
Las clavadistas
caen adquiriendo
velocidad y EC
trabajo = Ec
¿Qué ocurría antes de que las clavadistas se echaran al vació y
permanecían inmóviles en la plataforma de 10 m?

22. ENERGÍA
POTENCIAL
También hay trabajo en estirar
la cinta elástica pero hasta que
esta se libera no hay Ec
Nombre sugerido por
William Rankine (1820
– 1872)
Se puede
hacer trabajo
sin que se
convierta de
inmediato en
Ec
El potencial para
generar tal energía está
allí; es como si la
energía estuviera
almacenada en el
sistema esperando a
ser liberada
“Energía almacenada recuperable,
energía en virtud de la posición
relacionada con una fuerza”
•Liga estirada = Ep elástica
•Pintor edificios = Ep gravitatoria
•Cartucho-dinamita = Ep química
•Suéter nylon sacado del secador
= Ep eléctrica
•Dos imanes separados
esperando unirse = Ep magnética
•Misiles nucleares = Ep nuclear

23. ENERGÍA
POTENCIAL

24. http://decienciaydocencia.blogspot.m
x/2009/05/blog-post_1470.html