Energia

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CONCEPTOS BÁSICOS INICIALES
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1.1. Concepto de energía ........................................................................... 1.2. Concepto de trabajo ........................................................................... 1.3. Concepto de potencia ......................................................................... 1.4. Medida de la energía y de la potencia.Unidades ..................................... 1.5. Datos de referencia ............................................................................

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1. CONCEPTOS BÁSICOS INICIALES
1.1. Concepto de energía
El término “energía” es fuertemente polisémico, y según el contexto donde se use adquiere significados diversos. Así, se habla que una persona es muy “enérgica”, que alguien oalgo tiene “energía positiva o negativa”, etc. En el terreno de las ciencias físicas y naturales, y de la tecnología, es corriente hablar de la “crisis energética”, de “alimentos energéticos”, etc. La realidad es que la energía es un fenómeno misterioso, del cual conocemos y comprendemos sus efectos, pero no su naturaleza originaria. En el campo de la física, se define la energía como una “propiedad”de los cuerpos o sistemas materiales en virtud de la cual estos pueden transformarse (a sí mismos), modificando su estado o situación, así como actuar sobre otros cuerpos, originando transformaciones en ellos. La energía indica la capacidad de un cuerpo o sistema para producir transformaciones, con independencia de que estas se produzcan o no. Por ejemplo, un cuerpo en movimiento posee una energíapor ese motivo, a la que se le denomina “energía cinética”. Cuando impacta con otro cuerpo (en un choque perfectamente elástico, sin que se produzca deformación en ninguno de ellos, por ejemplo) lo desplaza y lo pone en movimiento, es decir, el primer cuerpo transfiere toda o parte de su energía cinética al segundo.

m1

v = V1

m2

v=0

E1 = 1/2 m1 V12

E2 = 0 v = V1 m1 m2

v=0

v= V’1 m1 m2

v = V2

E1 = 1/2 m1 V’12

E2 = 1/2 m2 V22

Figura 1.1. Transferencia de energía cinética entre dos cuerpos

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En la figura 1.1 se observa esa transferencia de energía del cuerpo 1 al 2. En este caso, la energía del 1, (1/2 m1 V12) se transfiere una parte al cuerpo 2 (1/2 m2 v22) y otra parte la sigue conservando el mismo (1/2 m1 v12) Otro ejemplo lo constituye el caso deun resorte comprimido, como el de la figura 1.2, que posee lo que se denomina “energía potencial elástica”. Cuando el resorte se libera es capaz de mover la masa m1 dotándola de una energía cinética (1/2 m V2) A medida que el resorte se va estirando, su energía potencial va disminuyendo, y la energía cinética de la masa se va incrementando. Al final del recorrido, cuando el resorte está totalmenteestirado, su energía potencial es nula y la energía cinética de la masa, máxima. En todo momento, la energía cinética más la potencial (lo que se conoce como “energía mecánica”) es una cantidad constante.

v=0

m

ET = Ep1 + 0

v = v1

m

ET = Ep2 + 1/2 m·v12

v = v2

(v2 > v1)
ET = 0 + 1/2 m·v22

m

Figura 1.2. Transferencia de energía potencial a cinética En el primerejemplo, la masa m1 con velocidad v tiene la “facultad” de transformarse (modificar) la posición de la masa m2 (esa facultad la tiene con independencia de que la ejerza o no) En el segundo ejemplo, el resorte comprimido tiene la capacidad de transformarse (estirarse) así mismo, y transformar (modificar) la posición de la masa m. Además, se ve en este segundo caso que la energía potencial puedetransformarse en energía cinética, y que además, la suma permanece constante. Generalizando los ejemplos anteriores, puede afirmarse: • • 24 La energía puede transformarse de un “tipo” a otro. La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

(En todos estos aspectos se profundizará en el tema 2, y especialmente en las relaciones materia-energía)

1.2. Concepto de trabajo
En un contexto...