Calcular la energía cinética y potencial
Escribe la masa y la velocidad, la altura o las dos. Se calculan la energía cinética, la potencial y la mecánica (su suma).
En resumen
La energía cinética es Ec = ½ · m · v² y la potencial gravitatoria, Ep = m · g · h. Un objeto de 2 kg a 3 m/s tiene Ec = ½ · 2 · 3² = 9 J, y a 10 m de altura, Ep = 2 · 9,81 · 10 = 196,2 J.
Fórmulas de la energía
La energía se mide en julios (J). Un julio es, más o menos, la energía necesaria para levantar una manzana pequeña (100 g) un metro.
- Ec: energía cinética, la del movimiento, en julios (J).
- Ep: energía potencial, la de la altura, en julios.
- Em: energía mecánica, la suma de las dos.
- m: masa, en kg; v: velocidad, en m/s; h: altura, en metros.
- g: gravedad, 9,81 m/s².
Ejemplos resueltos
Un pájaro de 0,5 kg que vuela a 10 m/s y a 20 m de altura
Ec = ½ · 0,5 · 10² = 25 J, Ep = 0,5 · 9,81 · 20 = 98,1 J y Em = 25 + 98,1 = 123,1 J.
Probar este ejemploConservación de la energía mecánica
Sin rozamiento, la energía mecánica se mantiene: lo que un cuerpo pierde de potencial al bajar lo gana de cinética. Por eso una montaña rusa acelera en las bajadas y frena en las subidas.
La velocidad cuenta al cuadrado
Un coche a 100 km/h tiene cuatro veces la energía cinética que a 50 km/h: por eso un choque a más velocidad es mucho más grave.
Un poco de historia
Thomas Young usó la palabra «energía» con su sentido actual en 1807. La conservación de la energía se estableció a mediados del siglo XIX gracias a Julius von Mayer, James Joule y Hermann von Helmholtz (1847), y la expresión ½ · m · v² de la energía cinética la fijó Gaspard-Gustave Coriolis en 1829.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las fórmulas de la energía cinética y potencial?
Energía cinética: Ec = ½ · m · v². Energía potencial gravitatoria: Ep = m · g · h. La energía mecánica es la suma, Em = Ec + Ep. Un coche de 1000 kg a 20 m/s tiene Ec = ½ · 1000 · 20² = 200 000 J.
¿Cómo se calcula la energía potencial?
Con Ep = m · g · h. Subir 10 kg a 5 m de altura supone 10 · 9,81 · 5 = 490,5 J.
¿Cómo se calcula la energía cinética?
Con Ec = ½ · m · v², con la masa en kg y la velocidad en m/s. Un coche de 1000 kg a 20 m/s (72 km/h) tiene 200 000 J.
¿Qué es la energía cinética?
La energía que tiene un cuerpo por estar en movimiento: Ec = ½ · m · v². Depende de la masa y, sobre todo, de la velocidad.
¿Qué altura tomo como 0 para la energía potencial?
La que quieras (normalmente el suelo). Lo que importa en los problemas es la diferencia de altura entre dos posiciones.
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