UNIDAD 4: La presión y formas de energia
La materia y formas de energía
La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Está formada por partículas fundamentales como átomos y moléculas, y es responsable de la formación de objetos físicos mientras que la energía la entendemos como la capacidad de realizar trabajo o generar cambios en la materia. No tiene una forma física directa, pero se manifiesta en diversas formas y puede transformarse de una forma a otra.
Formas de Energía
Energía Eléctrica: Es la energía asociada al movimiento de los electrones en un conductor. La electricidad es una forma muy útil de energía que puede transformarse en otras formas, como luz, calor o energía mecánica.
Energía Radiante: Es la energía transmitida en forma de ondas electromagnéticas. La luz visible, las ondas de radio, los rayos X y las microondas son ejemplos de energía radiante. Esta energía se propaga a través del espacio vacío y puede ser absorbida, reflejada o refractada por diferentes materiales.
Energía Química: Es la energía almacenada en los enlaces químicos de las moléculas. Se libera durante las reacciones químicas, como la combustión, cuando los enlaces entre átomos se rompen y se forman nuevos enlaces.
Energía Térmica: Es la energía interna de un sistema debido al movimiento de sus partículas. Cuanto mayor es la temperatura de un cuerpo, mayor es su energía térmica. Se transfiere entre objetos por conducción, convección o radiación.
Energía Nuclear: Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos. Se libera a través de procesos de fisión (cuando el núcleo de un átomo se divide) o fusión (cuando los núcleos de átomos ligeros se combinan).
La energía mecánica: Es la suma de la energía cinética (energía del movimiento) y la energía potencial (energía almacenada debido a la posición o configuración de un objeto). Es la energía asociada al movimiento y a la posición de los objetos en un sistema físico.
Propiedades de la energía
Transferencia de Energía
Se refiere al proceso por el cual la energía se transfiere de un sistema o cuerpo a otro. Esto puede ocurrir de varias formas, dependiendo del tipo de energía involucrada y las condiciones del entorno.
Cuando una fuerza mueve un objeto, se transfiere energía del objeto que realiza el trabajo al objeto que lo recibe. Por ejemplo, golpear una pelota implica transferir energía de la persona (realizando el trabajo) a la pelota (que se mueve).
Conservación de la energía
La energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transformar de una forma a otra. Esto es conocido como la ley de conservación de la energía. En cualquier proceso físico, la cantidad total de energía en un sistema aislado permanece constante. La energía se transforma, pero no desaparece ni surge de la nada.
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Intercambio de energía
La energía puede transferirse de un cuerpo a otro a través de diversos mecanismos, como el trabajo, el calor o la radiación. La energía puede ser transferida por medio de interacciones físicas entre los sistemas, como el trabajo realizado por una fuerza (por ejemplo, empujar una caja) o la transferencia de calor (por ejemplo, un objeto caliente calentando un objeto frío).
Transformación de la energía
La energía puede cambiar de forma (de una forma de energía a otra) pero el total de energía en el sistema sigue siendo el mismo. Por ejemplo, un automóvil convierte energía química de la gasolina en energía cinética (movimiento) y térmica (calor). En una planta hidroeléctrica, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética y luego en energía eléctrica.
La materia y formas de energía
Principio del Trabajo y la Energía: Este principio establece que el trabajo realizado sobre un objeto es igual al cambio en la energía de ese objeto. En otras palabras, el trabajo es la manera en que la energía se transfiere a un sistema.
El trabajo es una forma de transferir energía de un objeto a otro. Cuando realizamos trabajo sobre un objeto, le transferimos energía. Por ejemplo, al levantar un objeto, se le transfiere energía potencial gravitatoria. Si se realiza trabajo contra una fuerza de fricción, se convierte parte de la energía cinética en energía térmica.El trabajo como cambio de energía: El trabajo realizado sobre un objeto es igual al cambio en la energía del sistema. Esto se expresa en el teorema del trabajo y la energía:
Donde F es la fuerza aplicada expresada en Newtons y d es el espacio recorrido expresado en metros.
Palancas
Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro. Cuando aplicamos una fuerza en un extremo, esa fuerza se amplifica o se puede usar para mover una carga en el otro extremo, dependiendo de la ubicación del fulcro y la distribución de las fuerzas.
Para equilibrar la palanca o levantar una carga, el producto de la fuerza aplicada por el brazo de esfuerzo debe ser igual al producto de la fuerza de resistencia por el brazo de resistencia.
𝐹𝑒⋅𝑑𝑒=𝐹𝑟⋅𝑑𝑟
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F e es la fuerza de esfuerzo (la que aplicamos).
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𝑑𝑒d e es la longitud del brazo de esfuerzo.
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𝐹𝑟 es la fuerza de resistencia (la carga o el peso que queremos mover).
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𝑑𝑟 es la longitud del brazo de resistencia.
Aquí tenemos un video que nos va a dejar mas clara la idea de como aplicar los ejercicios sobre palancas.
Poleas
Una polea es una rueda acanalada alrededor de la cual se pasa una cuerda, cadena o cable. El propósito principal de una polea es modificar la dirección de la fuerza que se aplica o multiplicar esa fuerza para mover un objeto. Existen diferentes tipos de poleas, cada una con su propia función y ventajas.
Las poleas funcionan de acuerdo con el principio de la ventaja mecánica. Pueden usarse para cambiar la dirección de una fuerza (como en un sistema de poleas fijas) o para aumentar la fuerza que se aplica (como en un sistema de poleas móviles). Este principio se basa en la distribución de la carga y el esfuerzo en los diferentes componentes del sistema.
Aquí tenemos un video que nos va a dejar mas clara la idea de como aplicar los ejercicios sobre poleas.
