Energia Cinetica

 

¿Qué es la energía cinética?

La energía cinética es la energía que un objeto tiene debido a su movimiento.

Si queremos acelerar un objeto debemos aplicar una fuerza. Para hacerlo necesitamos realizar un trabajo. Como resultado, transferimos energía al objeto, y este se moverá con una nueva velocidad constante. A la energía transferida la conocemos como energía cinética, y depende de la masa y la velocidad alcanzada.

La energía cinética puede transferirse entre objetos y transformarse en otros tipos de energía. Por ejemplo, una ardilla voladora podría chocar con una ardilla inmóvil. Tras la colisión, parte de la energía cinética inicial de la ardilla voladora se habrá transferido a la ardilla en reposo o se habrá transformado en otra forma de energía.

¿Cómo podemos calcular la energía cinética?

Para calcular la energía cinética, seguimos el razonamiento descrito anteriormente y comenzamos por encontrar el trabajo realizado, W, por una fuerza, F, en un ejemplo sencillo. Considera una caja de masa m que es empujada a lo largo de una distancia d por una fuerza paralela a la superficie. Como aprendimos anteriormente,

 

¿Qué? Ya me perdí.

Si recordamos nuestras ecuaciones cinemáticas del movimiento, sabemos que podemos sustituir la aceleración si conocemos las velocidades inicial y final, así como la distancia. 

¿Qué es lo interesante de la energía cinética?

Hay un par de cosas interesantes sobre la energía cinética que podemos ver en la ecuación.

·         La energía cinética depende de la velocidad del objeto al cuadrado. Esto significa que cuando la velocidad de un objeto se duplica, su energía cinética se cuadruplica. Un automóvil que viaja a 60 km/h tiene cuatro veces la energía cinética de un automóvil idéntico que viaja a 30 km/h y, por lo tanto, cuatro veces el potencial de provocar más muertes y destrucción en caso de un accidente.

·         La energía cinética siempre debe ser cero o tener un valor positivo. Mientras que la velocidad puede tener un valor positivo o negativo, la velocidad al cuadrado siempre es positiva.

·         La energía cinética no es un vector. Así que una pelota de tenis lanzada hacia la derecha con una velocidad de 5 m/s tiene exactamente la misma energía cinética que una pelota de tenis lanzada hacia abajo con una velocidad de 5 m/s.

Ejercicio 1a: estar en el lugar equivocado cuando un elefante africano —masa = 6000 kg, velocidad = 10 m/s— está embistiendo realmente puede arruinar tu día. ¿A qué velocidad viajaría una bola del cañón de 1 kg si tuviera la misma energía cinética que el elefante? 

Mira la solución.

Ejercicio 1b: ¿cómo esperarías que el daño hecho en una pared de ladrillo cambiara en el caso de colisiones separadas con el elefante y con la bala de cañón? 

En el siguiente video hay un repaso de lo visto para realizar la conversión de unidades de velocidad:

Realizar los siguientes Ejercicios:

1) ¿Qué energía cinética posee un cuerpo de 70 kg de masa que se desplaza a 30 km/h? Pasar la velocidad a m/s para obtener dicha energía.

2) Que masa posee un cuerpo cuya energía cinética es 587 Joules y se desplaza a 15 m/s.

3) Que energía cinética posee un cuerpo cuya masa es 350 gr y se desplaza a 110 km/h.

4)Obtener la masa de cuerpo cuya velocidad es 220 km/h y su energía cinética es 1250 Joules.