Energía cinética

Energía cinética

En la asignatura de física del instituto se daba la energía cinética. Es considerada como una de las especies más importantes de cara al movimiento de los objetos. Sin embargo, es complicado de entender si no se tienen conocimientos básicos sobre física.

Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que necesita saber sobre la energía cinética y cuáles son sus características principales.

Qué es la energía cinética

Al hablar de este tipo de energía, la gente piensa en ella como una energía que se obtiene para generar electricidad o algo similar. La energía cinética es la energía que tiene un objeto debido a su movimiento. Cuando queremos acelerar un objeto, debemos aplicarle una cierta fuerza para superar la fricción del suelo o del aire. Para esto, necesitamos hacer un trabajo. Por lo tanto, estamos transfiriendo energía al objeto y puede moverse a una velocidad constante.

Es esta energía transferida llamada energía cinética. Si la energía aplicada al objeto aumenta, el objeto se acelerará. Sin embargo, si dejamos de aplicarle energía, su energía cinética disminuirá con la fricción hasta que se detenga. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto.

Cuerpos con menos masa necesitan de menos trabajo para comenzar a moverse. Conforme más velocidad se alcanza, más energía cinética tiene el cuerpo. Esta energía se puede transferir a distintos objetos y entre ellos para transformarse en otro tipo de energía. Por ejemplo, si una persona va corriendo y choca con otra que estaba en reposo, parte de la energía cinética que llevaba en corredor se pasará a la otra persona. La energía que se tiene que aplicar para que exista un movimiento tiene que ser siempre mayor que la fuerza de rozamiento con el suelo u otro fluido como el agua o el aire.

Cálculo de la energía cinética

Velocidad y trabajo

Si queremos calcular el valor de esta energía, debemos seguir el razonamiento descrito anteriormente. Primero, comenzamos por encontrar el trabajo terminado. Se necesita trabajo para transferir energía cinética al objeto. Además, considerando la masa del objeto que se empuja a una distancia, el trabajo debe multiplicarse por una fuerza. La fuerza debe ser paralela a la superficie sobre la que se encuentra, de lo contrario, el objeto no se moverá.

Imagina que quieres mover una caja, pero la empujas al suelo. La caja no podrá vencer la resistencia del suelo y no se moverá. Para que se mueva, debemos aplicar trabajo y fuerza en una dirección paralela a la superficie. Llamaremos al trabajo W, la fuerza F, la masa del objeto m y la distancia d. El trabajo es igual a la fuerza por la distancia. Es decir, el trabajo que se realiza es igual a la fuerza que se le aplica al objeto con la distancia que recorre gracias a esa fuerza aplicada. La definición de fuerza viene dada por la masa y la aceleración del objeto. Si el objeto se mueve a una velocidad constante quiere decir que la fuerza que se le está aplicando y la de rozamiento tienen el mismo valor. Por ello, son fuerzas que se mantienen en equilibrio.

Fuerzas que intervienen

Cosas interesantes de la energía cinética

Una vez que la fuerza aplicada al objeto disminuye, comenzará a desacelerarse hasta que se detenga. Un ejemplo muy simple es un automóvil. Cuando estamos conduciendo por carretera, asfalto, tierra, etc. La carretera nos ofrece resistencia. Esta resistencia se llama fricción entre la rueda y la superficie. Para aumentar la velocidad de un automóvil, debemos quemar combustible para generar energía cinética. Con esta energía, puede superar la fricción y comenzar a moverse.

Sin embargo, si nos movemos con el coche y dejamos de acelerar, dejaremos de aplicar fuerza. En ausencia de cualquier fuerza en el automóvil, la fuerza de fricción no comenzará a frenar hasta que el automóvil se detenga. Por lo tanto, es importante tener una buena comprensión de la fuerza del sistema de intervención para comprender la dirección que tomará el objeto.

Fórmula de la energía cinética

Fórmula energía cinética

Para calcular la energía cinética existe una ecuación que surge del razonamiento anteriormente utilizado. Si se conoce la velocidad inicial y final del objeto tras una distancia recorrida, podemos sustituir la aceleración en la fórmula.

Por lo tanto, cuando se realiza una cantidad neta de trabajo sobre un objeto, la cantidad a la que llamamos energía cinética k, cambia.

Para los físicos, comprender la energía cinética de un objeto es esencial para estudiar su dinámica. Hay algunos cuerpos celestes en el espacio que tienen energía cinética impulsada por el Big Bang y todavía están en movimiento hasta el día de hoy. En todo el sistema solar, hay muchos objetos interesantes para estudiar, y es necesario comprender su energía cinética para predecir sus trayectorias.

Cuando analizamos la ecuación de energía cinética, podemos ver que depende del cuadrado de la velocidad del objeto. Esto significa que cuando la velocidad se duplica, su dinámica aumenta cuatro veces. Si un automóvil viaja a 100 km / h, su energía es cuatro veces mayor que la de un automóvil que viaja a 50 km / h. Por tanto, el daño que puede ocasionarse en un accidente es cuatro veces mayor que el de un accidente.

Esta energía no puede ser un valor negativo. Siempre tiene que ser cero o positivo. A diferencia de ella, la velocidad si puede tener un valor positivo o negativo dependiendo de la referencia. Pero al utilizar la velocidad al cuadrado, se obtiene siempre un valor positivo.

Ejemplo práctico

Supongamos que estamos en una clase de astronomía y queremos poner una bola de papel en el bote de basura. Luego de calcular la distancia, fuerza y ​​trayectoria, tendremos que aplicar una cierta cantidad de energía cinética a la pelota para moverla de nuestra mano al bote de basura. En otras palabras, debemos activarlo. Cuando la bola de papel salga de nuestra mano, comenzará a acelerar, y su coeficiente de energía cambiará de cero (mientras todavía estamos en la mano) a X, dependiendo de la velocidad que alcance.

En un lanzamiento bombeado, la pelota alcanzará su coeficiente de energía cinética más alto en el momento en que alcance el punto más alto. A partir de ahí, al comenzar su descenso al cubo de basura, su energía cinética comenzará a disminuir a medida que es arrastrada por la gravedad y se convierte en energía potencial. Cuando llega al fondo del cubo de basura o al suelo y se detiene, el coeficiente de energía cinética de la bola de papel volverá a cero.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre qué es la energía cinética y cuáles son sus características.


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