dimarts, 16 d’abril del 2013

La energía y sus formas

Para realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción los seres vivos necesitan energía.
A través de los diferentes niveles tróficos de un ecosistema: productores, que necesitan la energía del Sol, consumidores y descomponedores, que necesitan energía química, fluye la energía.
En el interior de la Tierra se almacena gran cantidad de energía cuyo origen: el impacto de meteoritos y asteroides hace miles de años y radiaciones de elementos radiactivos son ejemplos también de fuentes de energía.
Para que se originen las corrientes de convección, los movimientos de las placas litosféricas, los volcanes, los terremotos, la formación de cordilleras o las deformaciones de materiales.

¿Qué es la energía?
La energía es la capacidad para producir cambios.
La energía es una magnitud física, es decir es una propiedad que se puede medir. En el sistema internacional, SI, se expresa en julios, J.

Características de la energía
Puede transformarse: se presenta de muchas formas y puede cambiar de forma.
  Recuerda como “la energía que  llega del Sol es transformada por las plantas en energía química”

  La energía del Sol se transforma en otras muchas formas  de energía.

Puede traspasarse: puede pasar de un cuerpo a otro.
Se conserva: no se crea, ni se destruye.  A este hecho se le conoce con el nombre de    “principio de conservación de la energía”.

Tipos de energía

Energía mecánica
La energía mecánica, Em, se debe a la velocidad y posición del cuerpo. Por ello se dice que es la suma de dos energías: la energía cinética, Ec, (relacionada con la velocidad de los cuerpos) y la energía potencial, Ep, (relacionada con la posición de los cuerpos).
Em = Ec  + Ep
        Energía cinética
La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por estar en movimiento.
La energía cinética, Ec, de un cuerpo de masa m y que se mueve a una velocidad v, viene dada por la expresión matemática.

        Energía potencial gravitatoria
La energía potencial gravitatoria es la energía que tienen los cuerpos por estar sometidos a la fuerza de atracción de la gravedad y depende de la posición respecto de la superficie terrestre, o dicho de otra manera, la altura respecto del suelo.
La energía potencial gravitatoria, Ep, de un cuerpo de masa m y que se encuentra a una altura h respecto de la superficie, viene dada por la expresión matemática.

Donde g es la aceleración de la gravedad y cuyo valor tomaremos como 9,8 m/s2.
Recuerda que: la unidad de la energía mecánica es el julio, J, en el SI. La de la masa el kilogramo, kg. La de la velocidad el metro/segundo, m/s, y la de la altura el metro, m.
A la hora de hacer cálculos es necesario comprobar que todas las magnitudes están expresadas en el SI.

Conservación de la energía mecánica
El principio de conservación de la energía, “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma o se traspasa” que enunciamos anteriormente, se puede aplicar a la energía mecánica, para aquellas situaciones “ideales” en que no existan pérdidas de energía por rozamiento y quedaría expresado así:
“Cuando la energía perdida por rozamiento sea cero, la energía mecánica se conserva
Esto equivale a decir que la energía mecánica, suma de la energía cinética y potencial es constante en el tiempo.
Emecánica inicial = Emecánica final
Ec inicial + Ep inicial = Ec final + Ep final    
Emecánica inicial - Emecánica final=0
DE=0
Este hecho implica que una cantidad de  la energía cinética de un cuerpo puede transformarse en la misma cantidad de energía potencial. O que una cantidad de la energía potencial de un cuerpo puede transformarse en la misma cantidad de energía cinética, de forma que, la suma de energía cinética y potencial sea igual antes y después de la transformación.                                          
Fíjate en los siguientes dibujos que representan este hecho: