Concepto de trabajo y energia

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“Conceptos acerca del trabajo y energía”

Todo lo que acontece en nuestro universo es gracias a la energía; sin ella no habría vida en la tierra, así pues, los tipos de energía pueden transformarse en otro, lo cual implica siempre la realización de un trabajo.

Puede pensarse en la energía como en algo que se puede convertir en trabajo. Cuando decimos que un objeto tiene energía, esosignifica que es capaz de ejercer fuerza sobre otro objeto para realizar un trabajo sobre el. Por el contrario, si realizamos un trabajo sobre algún objeto, le hemos proporcionado e este en una cantidad de energía igual al trabajo realizado. Las unidades de energía son las mismas que las del trabajo: el Joule y la libra-pie.

Definición y concepto de la Energía Cinética

Energía cinética Ek: Energíaque tiene un cuerpo en virtud de su posición o condición.

La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez.Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.

El adjetivo "cinético" en el nombre energía viene de la antigua palabra griega '(kinesis ' movimiento'). El término energía cinética y trabajo y su significado científico provienen del siglo XIX. Los primeros conocimientos de esas ideas pueden ser atribuidos a GaspardGustave Coriolis quien en 1829 publicó un artículo titulado Du Calcul de l'Effet des Machines esbozando las matemáticas de la energía cinética. El término energía cinética se debe a William Thomson más conocido como Lord Kelvin en 1849.
El cálculo de la energía cinética se realiza de diferentes formas según se use la mecánica clásica, la mecánica relativista o la mecánica cuántica. El modocorrecto de calcular la energía cinética de un sistema depende de su tamaño, y la velocidad de las partículas que lo forman. Así, si el objeto se mueve a una velocidad mucho más baja que la velocidad de la luz, la mecánica clásica de Newton será suficiente para los cálculos; pero si la velocidad es cercana a la velocidad de la luz, la teoría de la relatividad empieza a mostrar diferencias significativasen el resultado y debería ser usada. Si el tamaño del objeto es pequeño de nivel subatómico, la mecánica cuántica es más apropiada.

Cuando una partícula esta en movimiento tiene energía cinética debido a su velocidad. Para analizar esta forma de energía, considérese una partícula de masa m que se mueve en una trayectoria curva.

La energía cinética asociada con la velocidad de la partícula sedefine basándose en la segunda ley de Newton, como se indica a continuación. Sea s el desplazamiento y v la magnitud de la velocidad. La segunda ley de Newton puede expresarse como:

Integrando esta ecuación desde el punto 1 hasta el punto 2 donde la posición y la velocidad tienen valores s1, v1 y s2, v2 respectivamente, y para una masa m constante, se obtiene:

La integral F ds es unacantidad escalar, y es el trabajo de la fuerza sobre la partícula realizado entre las posiciones. La cantidad escalar se define como la energía cinética de la partícula moviéndose a una velocidad particular v. La energía cinética generalmente se denota por el símbolo T,

La energía cinética es siempre positiva, independientemente de la dirección del vector de velocidad, lo cual se debeque la masa es positiva y la velocidad esta el cuadrado. Las unidades de la energía cinética son unidades de trabajo:

en el Sistema Internacional (SI), y:

en las unidades usuales en Estados Unidos.

La relación entre el trabajo y la energía cinética, puede expresarse de una manera mas concisa como:

Donde U12 es el trabajo de la fuerza que actúa sobre la partícula según esta se mueve de...
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