Energía cinética

Energía mecánica

Energía mecánica

La energía mecánica se puede definir como la capacidad de producir un trabajo mecánico que posee un cuerpo debido a causas de origen mecánico, como su posición o su velocidad. Hay dos formas de energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial.

La energía mecánica de un cuerpo es la suma de su energía cinética y su energía potencial. La energía mecánica se puede transformar parcialmente en otros tipos de energía, como la energía eléctrica (en un ventilador), y se puede obtener por transformación de otras energías, como la energía química (en una persona que camina).

La energía cinética de un cuerpo va asociada a sus velocidades, lineal y angular, y a su masa). En realidad, la energía cinética es la energía que está utilizando en un momento dado. La energía potencial, como la misma palabra indica, es la energía que puedes obtener potencialmente. Por ejemplo, si sostenemos una pelota con la mano tiene la energía potencial equivalente a la energía cinética que tendría si la soltásemos. Si soltamos la pelota y se cae, empezará a adquirir velocidad y por lo tanto energía cinética. A medida que aumenta la energía cinética disminuye la energía potencial. En este caso, la energía mecánica siempre se mantiene constante.

Conversión de energía mecánica

Hoy en día, muchos dispositivos tecnológicos y máquinas convierten la energía mecánica en otras formas de energía o viceversa. De estos dispositivos destacamos las siguientes categorías:

  • Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Al suministrar corriente eléctrica al motor obtenemos un movimiento mecánico, la rotación de un eje. Este eje, al tratarse de un elemento con cierta masa y velocidad (velocidad angular) tiene energía cinética y, por lo tanto, energía mecánica.
  • Un generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Se trata del mismo caso del motor eléctrico, pero en el sentido inverso.
  • Conversión de energía potencial a energía cinética. Energía mecánica.Una central hidroeléctrica convierte la energía mecánica del agua en una presa de almacenamiento en energía eléctrica. Antes de abrir las compuertas, toda el agua acumulada detrás de la compuerta posee energía potencial. Al abrir la compuerta, el agua sale a presión con cierta velocidad, por lo tanto, se convierte en energía cinética. El agua saliente interactúa con una turbina que será la encargada de convertir la energía cinética en energía eléctrica. Es lo que llamamos energía hidráulica.
  • Un motor de combustión interna es un motor térmico que obtiene energía mecánica de la energía química quemando combustible (gasóleo, gasolina, etc.). En el caso de un automóvil se aprovecha esta energía mecánica para desplazarse. En el caso de una central térmica, se aprovecha.
  • Una máquina de vapor convierte la energía térmica del vapor en energía mecánica. En este caso también se puede analizar cómo se obtiene el vapor. Para convertir agua en vapor se necesita energía calorífica, esta energía se puede obtener de muchas formas, mediante energía solar térmica (poco habitual en estos casos) o con la combustión de combustibles fósiles como carbón, por ejemplo.
  • Una turbina convierte la energía cinética de una corriente de gas o líquido en energía mecánica. Tal como hemos comentado en el caso de la energía hidráulica.

Distinción de otros tipos de energía con la energía mecánica

La clasificación de la energía en diferentes tipos a menudo sigue los límites de los campos de estudio en las ciencias naturales.

La energía química es el tipo de energía potencial almacenada en enlaces químicos y se estudia en química. Un ejemplo es la pólvora. Suministrando un poco de calor a la pólvora se produce una reacción química exotérmica, es decir, con liberación de energía hacia el exterior.

La energía nuclear es energía almacenada en las interacciones entre las partículas en el núcleo atómico y se estudia en física nuclear.

La energía electromagnética está en forma de cargas eléctricas, campos magnéticos y fotones. Se estudia en electromagnetismo.

Varias formas de energía en mecánica cuántica; por ejemplo, los niveles de energía de los electrones en un átomo.

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Última revisión: 22 de agosto de 2018

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