Definición de cinética mecánica
La energía mecánica, también conocida como energía de movimiento, es la forma en que un objeto se mueve en función de su posición y movimiento. Se produce cuando una fuerza actúa sobre un objeto y éste utiliza la energía transferida como movimiento. Si un objeto se mueve, está utilizando energía mecánica. Revisa los siguientes ejemplos de energía mecánica para saber dónde puedes verla en tu vida cotidiana.
Ejemplos cotidianos de energía mecánicaLa energía mecánica es uno de los únicos tipos de energía que es fácil de ver. Si algo se mueve, está utilizando energía mecánica. Echa un vistazo a estas fuentes de energía mecánica que probablemente encontrarás en el hogar.
Mira a tu alrededor. Cualquier objeto que se mueva está utilizando energía mecánica cinética. Incluso los objetos que no se mueven almacenan energía mecánica potencial. Cuando mueves algo con la mano, has transferido energía mecánica cinética de tu cuerpo al objeto que estás moviendo. Energía mecánica potencial vs. cinéticaHay dos tipos de energía mecánica: la energía potencial (energía almacenada de posición) y la energía cinética (energía de movimiento). La energía mecánica de un objeto es la suma de su energía potencial y su energía cinética. Los objetos con mayor cantidad de energía mecánica se moverán más que los objetos con poca energía mecánica. Energía mecánica potencialCuando un objeto es capaz de moverse pero no tiene una fuerza que actúe sobre él, está almacenando energía mecánica potencial. Los dos tipos principales de energía potencial son:
Definición de energía eléctrica para niños
El objetivo de este estudio era caracterizar la forma en que los momentos articulares netos y las fuerzas no musculares generan, absorben y transfieren la energía mecánica durante la marcha en niños sanos. Los datos de la marcha estándar de siete sujetos sanos de entre 6 y 17 años se combinaron con un modelo dinámico de todo el cuerpo para realizar un análisis de energía basado en técnicas de aceleración inducida. Estos datos se utilizaron para determinar cómo cada momento y fuerza genera energía a, absorbe energía de, y transfiere energía entre los principales segmentos del cuerpo. Se comprobó que los momentos articulares inducen transferencias de energía mecánica entre los segmentos del cuerpo que generalmente superan las magnitudes de generación y absorción de energía. La cantidad de energía transferida por las fuerzas gravitacionales y dependientes de la velocidad fue considerablemente menor que la de los momentos articulares. Los momentos articulares de la cadera y el tobillo tenían patrones de energía relativamente simples que tendían a oponerse entre sí, especialmente durante la fase de apoyo. El momento de la articulación de la rodilla tenía un patrón de potencia más complejo que parecía distinto de los momentos de la cadera y el tobillo. Los patrones generales de flujo de energía mecánica fueron similares a los informes anteriores en adultos. El enfoque descrito en este artículo debería ser un complemento útil para los procedimientos estándar de análisis de la marcha clínica.
Usos de la energía mecánica
Un péndulo oscilante con el vector velocidad (verde) y el vector aceleración (azul). La magnitud del vector velocidad, la rapidez, del péndulo es mayor en la posición vertical y el péndulo está más alejado de la Tierra en sus posiciones extremas.
Cuando se transfiere una cantidad determinada de energía mecánica (como cuando se lanza una pelota, se levanta una caja, se aplasta una lata de refresco o se remueve una bebida) se dice que se ha realizado esa cantidad de trabajo mecánico. Tanto la energía mecánica como el trabajo mecánico se miden en las mismas unidades que la energía en general. Se suele decir que un componente de un sistema tiene una determinada cantidad de “energía mecánica” (es decir, es una función de estado), mientras que el “trabajo mecánico” describe la cantidad de energía mecánica que un componente ha ganado o perdido.
La conservación de la energía mecánica es un principio que establece que, en determinadas condiciones, la energía mecánica total de un sistema es constante. Esta regla no se cumple cuando la energía mecánica se convierte en otras formas, como la química, la nuclear o la electromagnética. Sin embargo, el principio de conservación general de la energía es hasta ahora una regla inquebrantable de la física: por lo que sabemos, la energía no puede crearse ni destruirse, sólo cambiar de forma.
Formas de energía para los niños
[BL][OL] Empieza por distinguir la energía mecánica de otras formas de energía. Explica cómo la definición general de energía como la capacidad de realizar un trabajo tiene mucho sentido en términos de cualquiera de las formas de energía mecánica. Discutir la ley de conservación de la energía y disipar cualquier concepto erróneo relacionado con esta ley, como la idea de que los objetos en movimiento se ralentizan de forma natural. Identifique el calor generado por la fricción como la explicación habitual de las aparentes violaciones de la ley.
[Inicie un debate sobre cómo otras formas útiles de energía también terminan como calor desperdiciado, como la luz, el sonido y la electricidad. Intente que los alumnos comprendan el calor y la temperatura a nivel molecular. Explique que la energía que se pierde por el rozamiento es en realidad la transformación de la energía cinética a nivel macroscópico en energía cinética a nivel atómico.
Energía mecánica y conservación de la energíaHemos visto antes que la energía mecánica puede ser potencial o cinética. En esta sección veremos cómo la energía se transforma de una de estas formas a la otra. También veremos que, en un sistema cerrado, la suma de estas formas de energía permanece constante.