Energía Cinética

Actualizado septiembre 11, 2019

La energía cinética se define como la energía que posee un cuerpo y que genera mediante su movimiento. No todos los cuerpos tienen la misma energía cinética, ya que está determinada por la masa del cuerpo ( m) y la velocidad de movimiento (v).

Según la mecánica clásica, con el concepto de energía entendemos, en resumen, la capacidad de desarrollar fuerza y realizar un determinado trabajo por un cuerpo o un sistema: la fuerza misma y el resultado de este trabajo La energía cinética (K) es aquella energía generada por un cuerpo mientras se está moviendo: por lo tanto, es equivalente al trabajo necesario para alcanzar cierta velocidad comenzando desde cero. Un ejemplo de energía cinética puede ser, simplificar el concepto al máximo, el viento o el agua que empujan las cuchillas de un molino.

En el momento en que un cuerpo varía su velocidad, su energía cinética también cambia: el trabajo es el equivalente a esta variación de energía. Esto significa que la energía cinética está vinculada a la masa y velocidad de un objeto en movimiento, mientras que durante el otoño es equivalente al trabajo realizado por el cuerpo para detenerse.

Síntesis de la fórmula de la energía cinética

A propiedades energía cinética es para ser directamente proporcional a la masa del cuerpo y al cuadrado del módulo de su velocidad: un cuerpo de doble masa de otro, entonces desarrollar la energía cinética doble mientras se mantiene la misma velocidad, mientras que entre dos cuerpos de masa igual, que con doble velocidad desarrollará una alta energía cinética al cuadrado. Como es una energía estrechamente relacionada con la velocidad, cualquier cuerpo que tenga una velocidad, aunque sea mínima, tiene su propia energía cinética determinable a través de estas proporciones.

La fórmula de energía cinética :

K = 1/2 * m * v2

donde m es la masa corporal (por ejemplo, peso) yv el módulo de velocidad (por ejemplo, velocidad por segundo). La unidad de medida de la energía cinética es el joule (J)

La energía cinética nunca tiene valor negativo y, al ser una cantidad relativa, varía según el sistema de referencia: si un objeto en movimiento tiene una energía igual a un cierto valor según el punto de vista de un observador estable, el el mismo valor sería cero si el observador estuviera dentro del objeto mismo. Si el cuerpo cambia la velocidad bajo la acción de una fuerza, entonces la energía cinética cambiará en consecuencia: la variación de la energía es igual a la diferencia entre el valor original y el final. Obviamente, pueden surgir situaciones en las que no solo variará la velocidad sino también la masa.

El teorema de la energía cinética

De acuerdo con el teorema de la energía cinética (también llamado el teorema de la fuerza viviente), el trabajo realizado por una fuerza aplicada a un cuerpo es igual a la variación de la energía cinética. El teorema de la energía cinética se deriva del segundo principio de la dinámica, que establece que un cuerpo sometido a una fuerza sufre una aceleración y, por lo tanto, una variación de la velocidad.

En la práctica, imaginando para aplicar una fuerza a un objeto estacionario para moverlo, el resultado del trabajo llevado a cabo será el aumento de la velocidad debido al desplazamiento, y el aumento relativo de la energía cinética: Considerando que, en este caso, la velocidad inicial es igual en cero, el trabajo será igual a la energía cinética final.

Energía cinética y energía potencial: Diferencias

La energía mecánica de un cuerpo está constituida por la suma entre la energía cinética y la potencial. La energía cinética está vinculada al movimiento, luego al trabajo necesario para que un cuerpo llegue a una velocidad determinada comenzando desde cero, mientras que la energía potencial es aquella poseída por el cuerpo dependiendo de su posición en un campo de fuerzas: es el La situación de la fuerza de gravedad de la Tierra. En este caso, la energía depende proporcionalmente de la masa del cuerpo, de la aceleración debida a la gravedad y de la distancia recorrida en el otoño.

Cuando un objeto cae, inicialmente la energía potencial está en su máximo, y la energía cinética es cero: durante la caída, la situación se invierte, y la energía cinética reemplaza la energía potencial, que al final de la caída a su vez será cero. En el caso de una caída de vacío (en ausencia de aire y, por lo tanto, de fricción), la suma entre las dos energías, por lo tanto, nunca cambia.

Energía cinética aplicada al medio ambiente

Los mecanismos de energía cinética ofrecen diferentes posibilidades de aplicación al medio ambiente. Los molinos de agua y las presas permiten producir electricidad, y en áreas donde el viento es siempre intenso, las hélices representan un enorme potencial.

El sistema operativo de los automóviles híbridos también utiliza energía cinética, utilizando energía de frenado para acelerar el vehículo, y recientemente se ha desarrollado una tecnología que permite la recuperación y reutilización de la energía cinética producida por los trenes.

Cómo funcionan los automóviles híbridos

Los autos híbridos no son más que automóviles en los que funciona el motor térmico, incluso con una propulsión eléctrica que actúa como soporte especialmente en las paradas estacionarias y las fases de estrés. Estos autos están equipados con dos motores, uno tradicional con combustión interna, y uno alimentado por una batería.

El motor de combustión interna transforma la energía química del combustible, mientras que el motor eléctrico transforma la energía disponible a bordo de diferentes maneras. La electricidad se puede almacenar usando diferentes dispositivos, incluso simultáneamente. Específicamente, se puede utilizar lo siguiente: baterías, también útiles para el almacenamiento de energía y para intercambiar energía; los supercondensadores, con menor densidad de energía pero que pueden intercambiar una mayor potencia; volantes accionados eléctricamente, energía almacenada como energía cinética dada por rotación, es un proceso mecánico. El motor híbrido tiene numerosas ventajas, reduce el consumo de combustible y las emisiones contaminantes, es silencioso, confiable.

Sistema serial y sistema paralelo

El sistema que se genera, que permite la integración de un motor térmico y un motor eléctrico, se llama tren motriz. Este sistema puede ser en paralelo o en serie.

En el sistema paralelo, hablamos de bimodal, el motor de combustión recarga las baterías y mueve el vehículo alternativamente o junto con el motor eléctrico. El objetivo es aumentar la eficiencia general del automóvil. Este es el sistema utilizado para algunos de los últimos autos. Por lo tanto, el motor de combustión funciona constantemente, a una velocidad óptima, reduciendo las emisiones y el consumo.

El motor eléctrico, por otro lado, le permite dar la energía extra necesaria para los cambios en la pendiente y la aceleración. En caso de que haya un «excedente» de energía en el motor térmico, se utiliza para recargar las baterías del automóvil. La recarga en lugar del motor eléctrico viene dada por la energía cinética que se recupera durante el frenado, que se genera cuando se presiona el freno y cuando se retira el pie del acelerador.

En el caso del tren motriz de la serie, hablamos de autonomía extendida. El motor endotérmico es un generador que recarga las celdas que alimentan a la unidad con cero emisiones, proporcionando así energía auxiliar al motor eléctrico. Sin embargo, esto no está conectado a las ruedas motrices. La tracción es eléctrica y solo en este tipo de sistema está conectada a las ruedas. El concepto de tecnología serial es tener autos eléctricos. De esta forma, el automóvil puede operar completamente eléctrico, en distancias cortas. Puede usar el motor de gasolina para permitir viajes más largos.

Ventajas de la energía cinética

Podemos decir que entre las ventajas de la energía cinética es que;

• Es limpia y renovable. Puede transformarse.

• Puede convivir con potros usos del suelo, como por ejemplo para pastoreo o cultivo.

• Es de rápida instalación.

Desventajas de la energía cinética

• No se puede usar como única fuente de energía.

• No e sposible preveer con exactitud la generación de etse tipo de energía.