1. Energía potencial (PE)
* Energía potencial gravitacional: Esta es la energía que posee un objeto debido a su posición en relación con un punto de referencia (generalmente el suelo).
* Fórmula:PE =MGH
* m =masa del objeto (kg)
* g =aceleración debido a la gravedad (9.8 m/s²)
* H =altura por encima del punto de referencia (m)
* Energía potencial elástica: Esta es la energía almacenada en un objeto elástico deformado, como un resorte estirado.
* Fórmula:PE =(1/2) KX²
* k =constante de primavera (n/m)
* x =deformación de la posición de equilibrio (m)
2. Energía cinética (ke)
* Esta es la energía que posee un objeto debido a su movimiento.
* Fórmula:Ke =(1/2) MV²
* m =masa del objeto (kg)
* v =velocidad del objeto (m/s)
3. Energía mecánica total (ME)
* Para calcular la energía mecánica total de un objeto, simplemente agregue la energía potencial y la energía cinética:
* me =pe + ke
Ejemplo:
Imagine una bola de masa 2 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 10 m/s. Calculemos su energía mecánica en el punto más alto de su trayectoria.
* en el punto más alto:
* La velocidad de la pelota es cero (v =0 m/s), entonces ke =0.
* La altura de la bola es máxima (h =máximo), por lo que necesitamos encontrar esta altura.
* Usando la ecuación cinemática:v² =u² + 2As, donde u =velocidad inicial, a =aceleración debido a la gravedad (negativa ya que actúa hacia abajo) y s =altura.
* Obtenemos:0² =10² + 2 (-9.8) H
* Resolviendo para H, encontramos H ≈ 5.1 m.
* Pe =mgh =2 kg * 9.8 m/s² * 5.1 m ≈ 100 J (Joules)
* Por lo tanto, la energía mecánica total en el punto más alto es yo =pe + ke =100 j + 0 j =100 j.
Nota importante:
* La energía mecánica se conserva en un sistema cerrado (no hay fuerzas externas que actúen sobre él) siempre que no haya fuerzas no conservadoras como la fricción o la resistencia al aire presente.
* En los escenarios del mundo real, la energía mecánica a menudo no se conserva debido a estas fuerzas, lo que lleva a la disipación de energía como calor o sonido.
