Energia Mecanica

La genialidad es uno por ciento de inspiración y noventa y nueve por
ciento de transpiración.
Thomas Alva Edison

6

ENERGÍA MECÁNICA

CONTENIDOS
❚ Trabajo mecánico
❚ Concepto de energía
❚ Relación entre el trabajo
y la energía
❚ Energía cinética
❚ Energía potencial gravitatoria
❚ Energía potencial elástica
❚ Energía mecánica
❚ Fuerzas conservativas y no
conservativas
❚Conservación de la energía
mecánica
❚ No conservación de la energía
mecánica
❚ Potencia

La Mecánica newtoniana permitió a los científicos explicar gran cantidad de fenómenos naturales mediante los conceptos de aceleración y fuerza. Si se conocían las fuerzas
actuantes sobre un cuerpo cualquiera, su masa y su velocidad en algún instante, era posible determinar las sucesivas posiciones ytrayectorias descriptas por dicho cuerpo. Sin
embargo, con el tiempo se hicieron notorias algunas de las limitaciones propias de esta
manera de analizar el mundo físico. Por ejemplo, estudiar el comportamiento de los gases
es imposible desde este punto de vista, puesto que sería necesario determinar las fuerzas
y las velocidades de cada una de las partículas que los componen.
A principios del sigloXIX, como consecuencia de la Revolución Industrial, surgió una
manera alternativa de interpretar los fenómenos naturales mediante la utilización del
concepto de energía.
Entre quienes permitieron que este concepto se afianzara y se introdujera definitivamente en el ámbito científico, se destacan el médico Robert Mayer (1814-1878) quien propuso el principio de conservación; William Rankine(1820-1872), que introdujo la palabra
“energía” a mediados de 1860; el cervecero James Prescott Joule (1818-1889), que realizó
importantes experimentos en este campo; Hermann Helmholtz (1821-1894), un pionero en
los estudios de la fisiología de los sentidos; el ingeniero James Watt (1736-1819) mediante
sus máquinas de vapor, y el físico Clerk Maxwell (1831-1879) al establecer que la luz es una
ondaelectromagnética. Sin embargo, seguramente el hecho clave que instaló este concepto
entre la población mundial fue el lanzamiento de dos bombas atómicas sobre las ciudades
japonesas de Hiroshima y Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial.
Actualmente, el concepto de energía es fundamental en las Ciencias Naturales. Todos
los fenómenos y procesos naturales conocidos se analizan y explicanmediante su aplicación, aunque es un concepto muy difícil de definir.

100

Capítulo 6. Energía mecánica.

La palabra energía se asocia cotidianamente con la idea de vitalidad, fuerza o poder.
Los diferentes significados que se asignan a este término dependen, en gran medida, del
ámbito en que se lo utilice. Como primera aproximación al lenguaje empleado en Física,
se puede caracterizar a laenergía diciendo que por ella funcionan los vehículos y las
maquinarias. Es energía lo que permite calentar o enfriar los objetos. La lluvia y el viento
se producen debido a la energía proveniente del Sol. Está presente en los fenómenos
biológicos, y sin ella no se podría producir la fotosíntesis. Toda actividad física también
requiere energía. Aun sin definirla, es posible entender que laenergía se manifiesta de
diversas maneras.
En todos los fenómenos mencionados se producen cambios y transformaciones. Por
ello, puede decirse que una de las propiedades de la energía es la de transformarse y producir cambios. Algunos son visibles y otros no. Detrás de todo cambio en la naturaleza,
está presente la energía.
Para estudiar el comportamiento de la naturaleza, es necesario realizarun recorte de
la realidad. Esencialmente, un sistema es una porción del universo cuyos límites se eligen
arbitrariamente para su estudio, y donde los elementos que lo constituyen están relacionados entre sí. La energía es, más específicamente, aquello que se necesita entregar o
quitar a un sistema para producirle algún tipo de transformación.
Entre las múltiples formas en las que se puede...