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Energía Cinética

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Energía Cinética

La energía cinética es una forma de energía, conocida como energía de movimiento. La energía cinética de un objeto es la que se produce debido a sus movimientos que dependen de la masa y velocidad del objeto. La energía cinética suele abreviarse con las letras “Ec” o “Ek”. La palabra cinética es de origen griego “kinesis” que significa “movimiento”.

La energía cinética está representada por la siguiente fórmula: Ec= ½ mv². La energía cinética se mide en Julius (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros en segundos (m/s).

Como tal, la energía cinética está vinculada a otros conceptos de la física como: trabajo, fuerza y energía. La energía sólo puede ser llamada cinética cuando el objeto se pone en movimiento y, cuando choca con otro puede moverlo originando una obra y, fuerza puede ser referida como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir daño a otro.

Una vez que se ha logrado la activación del cuerpo, éste puede mantener su energía cinética excepto si aplica al cuerpo un trabajo negativo o lo contrario de la magnitud de la energía cinética para devolverlo a su estado inicial o de reposo.

La energía cinética puede originarse de otras energías o convertirse en otras formas de energía. En el caso de los coches de montaña rusa alcanzan la energía cinética cuando están en el fondo de su trayectoria pero ésta se transforma en energía gravitacional potencial cuando comienza a subir. Otro ejemplo es a través de la energía cinética que permite obtener los movimientos de las hélices, se puede obtener electricidad o energía hídrica a través del movimiento del agua.

La energía cinética se debe a William Thomson, más conocido como Lord Kelvin en 1849. La energía cinética no es típica de nuestros días ya que antiguamente existían los molinos de viento que se utilizaban para muchas actividades, como principal tarea de moler el trigo, este tipo de instrumentos hace uso de la energía cinética.

Energía Cinética Definición

La energía cinética es la energía que posee un cuerpo o sistema debido a su movimiento.

La física lo define como la cantidad de trabajo necesario para acelerar un cuerpo de cierta masa y en posición de reposo, hasta alcanzar una cierta velocidad. Una vez alcanzado ese punto, según la Ley de inercia, la cantidad de energía cinética acumulada permanecerá idéntica a menos que haya un cambio en la velocidad o que el cuerpo regrese a su estado de reposo, después de sufrir un trabajo negativo de la misma magnitud.

La energía cinética se representa a menudo con el símbolo Ec (puede ser E+ o E-, según el caso), aunque a veces también se utilizan los símbolos T o K. Normalmente se expresa en julios (J).

Es posible determinar la energía cinética de un objeto utilizando varias fórmulas en la mecánica clásica, como por ejemplo: Ec = (m.v2) / 2 donde m es la masa (Kg) del objeto y v su velocidad (m/s). Así, 1 J = 1Kg.1m2/s2.

Sin embargo, al estar relacionado con la velocidad, en la mecánica relativista no sólo dependerá de la naturaleza del objeto, sino también de su relación con el observador y con el sistema de referencia inercial. En un plano cartesiano, la fórmula sería la siguiente: Ec=[m. (X2 + Y2 + Z2)] / 2.

En cualquier caso, esta energía puede ser entendida como la energía que imprime movimiento en el objeto, y puede ser fácilmente transformada en calor u otras formas de energía.

Energía Cinética Formula

La fórmula para calcular la energía cinética (Eq) es Eq = 0,5 x mv2. Aquí m significa “masa”, es decir, la medida de cuánta materia compone el objeto en cuestión y v significa “velocidad”, que es la relación del cambio de posición de un objeto.

La Energía Cinética Ejemplos

Se pueden encontrar algunos ejemplos de energía cinética:

  • Lanzando una pelota por el aire. Imprimimos fuerza a una pelota para lanzarla por el aire, dejándola caer por obra de la gravedad. Al hacerlo, adquirirá una energía cinética que, cuando otro jugador la ataca, debe compensar con un trabajo de igual magnitud, si desea detenerla y retenerla.
  • Un coche de montaña rusa. Un ejemplo clásico: un coche de montaña rusa en un parque de atracciones tendrá una energía potencial hasta el momento en que empiece a caer, y su velocidad y masa le darán una energía cinética creciente. Este último será mayor si el vagón está lleno que si está vacío (porque hay más masa).
  • Tirar a alguien al suelo. Si corremos hacia un amigo y nos lanzamos sobre él, la energía cinética que ganamos durante la carrera vencerá la inercia de su cuerpo y lo derribaremos. En el otoño, ambos cuerpos añadirán la energía cinética de la articulación y finalmente será el suelo el que detenga el movimiento.

Tipos de Energía Cinética

No hay tipos apropiados de energía cinética, pero cada enfoque particular de la física tiene su propia perspectiva al respecto, por ejemplo:

  • En la mecánica clásica. La energía cinética se entiende según diferentes sistemas de referencia, de sistemas de partículas o de sólidos rígidos giratorios. Cada uno de ellos representa un caso específico con fórmulas de cálculo y variables a considerar.
  • En la mecánica relativista. La mecánica influenciada por la Teoría de la Relatividad considera la energía cinética basada en dos escenarios: la energía cinética de una partícula y la de un sólido en rotación.
  • En mecánica cuántica. La mecánica de las partículas atómicas tiene en cuenta la energía cinética basada en partículas cuánticas (más pequeñas que un átomo) y sólidos rígidos formados por un número infinito de partículas.

Diferencia entre Energía Potencial y Energía Cinética

La energía cinética (Ec) y la energía potencial (Ep), sumadas, forman la energía mecánica (Em) de un objeto o sistema. Sin embargo, se distinguen en que mientras que el primero se refiere a los cuerpos en movimiento, el segundo tiene que ver con la cantidad de energía acumulada dentro de un objeto en reposo.

Dicho esto, la energía potencial depende de cómo se posiciona el objeto o sistema con respecto al campo de fuerzas que lo rodea, mientras que la cinética tiene que ver con los movimientos que realiza.

Hay tres tipos de energía potencial:

  • Energía gravitacional potencial. Vinculado a la altura a la que se encuentran los objetos y a la atracción de la gravedad sobre sus cuerpos.
  • Energía potencial elástica. Tiene que ver con la tendencia de ciertos objetos a recuperar su forma original, una vez que han sido forzados por una fuerza externa a abandonarla.
  • Energía potencial eléctrica. Se refiere a la cantidad de trabajo contenida en un campo eléctrico dado, cuando una carga eléctrica dentro de él va desde un punto en el campo hasta el infinito.

Energía Cinética Ventajas y Desventajas

Ventajas:

  • Es limpio y renovable.
  • Los parques de generadores pueden estar ubicados en terrenos inadecuados para otros fines.
  • Puede coexistir con otros usos de la tierra, como los cultivos bajos y el pastoreo.
  • Instalación rápida.

Desventajas:

  • No se puede utilizar como única fuente de energía debido al viento intermitente.
  • Los picos de generación pueden no coincidir con los picos de consumo.
  • Su capacidad de generación no puede predecirse con exactitud.

Temperatura y Energía Cinética

Los átomos y moléculas que forman un gas están en movimiento continuo. La temperatura es una medida de lo rápido que se mueven (más exactamente es una medida de su energía cinética). Cuanto más alta es la temperatura, más rápido se mueven.

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