Energia Mecanica

ENERGIA MECANICA
La energía mecánica es la capacidad de un cuerpo de generar movimiento y de realizar un trabajo mecánico. La

energía mecánica es el pilar para comprender el estudio del movimiento y reposo de los objetos y las fuerzas que
los influencian. Esta se emplea para realizar innumerables trabajos, ya sean de tipo logístico o industrial, mientras
haya movimiento, la energía mecánica estará presente. En un cuerpo existen fundamentalmente dos tipos de
energía que pueden influir en su estado de reposo o movimiento: la energía cinética y la potencial; encontramos
un tercer tipo de energía llamada energía elástica.
Llamamos energía mecánica de un cuerpo a la suma de la energía cinética Ec y potencial Ep que posee:
Em=Ec+Ep
 La energía potencial (Ep): aquella que está pero no ha sido usada para un determinado fin como, por
ejemplo, la fuerza de una fuente de agua; y
 La energía cinética (Ec): la aplicación de las fuerzas para animar y acelerar el mecanismo como, por
ejemplo, la energía de la fuente de agua retenida por las turbinas.
La energía mecánica se conserva en los campos conservativos y en los que forman partículas de acción puramente
mecánica, manteniéndose así constante en el tiempo, de acuerdo a la siguiente formulación:
Emec = Ec + Ep + Ee =cte.
Esto no ocurre en sistemas de partículas cargadas de movimiento (pues la energía mecánica se transforma en
electromagnética), o en sistemas termodinámicos que atraviesan cambios de estado (la convierten en energía
térmica) o en la mecánica de los medios continuos disipativos (en los que la energía se disipa debido a
deformaciones y generación de calor).
COMO FUNCIONA LA ENERGÍA MECÁNICA?
Básicamente, la energía mecánica se compone de dos clases de fuerzas: La que presenta la energía cinética y
la que es incorporada por la energía potencial, que puede ser gravitacional o elástica.
La energía potencial gravitacional: se define como la energía que posee un cuerpo por el hecho de encontrarse
bajo la acción de la gravedad. Su valor, para el caso de alturas pequeñas sobre la superficie terrestre, viene dado
por:
Ejemplo:
En este ejemplo, un satélite está orbitando alrededor de la Tierra

atraído únicamente por una fuerza gravitatoria, que es una fuerza
conservativa, por lo tanto la energía mecánica se conserva. Al ser
un movimiento circular, la energía potencial depende de la altura
del satélite y es constante, por lo tanto la energía cinética es
también constante. En consecuencia, el módulo de la velocidad del
satélite es constante. En la imagen se representa la aceleración con
un vector verde, y la velocidad con un vector rojo . Si la órbita que
sigue el satélite fuera una elipse, la energía potencial y la energía
cinética variarían con el tiempo pero su suma permanecería
constante.
La energía potencial elástica: Esta se refiere a la capacidad que tiene un cuerpo de forma intrínseca de perder o
de recuperar la forma original como resultado de un estímulo externo. El sistema más simple para poder analizar
el comportamiento de las fuerzas elásticas es el resorte aplicado a un bloque de pequeñas dimensiones y
de masa m. Para mantener un resorte estirado en una longitud 𝒙 más allá de su longitud natural o de equilibrio,
hay que aplicar una fuerza cuyo módulo puede expresarse como: 𝐹𝑥 = 𝑘. 𝑥 donde 𝑘 es la constante elástica
del resorte que se mide en N/m en el SI. Cuando el resorte se encuentra estirado o comprimido, con un extremo
fijo y en el otro está sujeta la masa, aparece una fuerza recuperadora 𝐹x sobre esta masa sujeta al muelle igual y
de sentido contrario, de manera que 𝐹𝑥 = −𝐾𝑥 y esta fuerza tiende siempre a llevar a la masa a la posición de
equilibrio, donde el muelle está en su longitud natural (tanto si se ha estirado como si se ha contraído). Esta
expresión establece una relación lineal entre la fuerza elástica y la distancia 𝑥 que se ha comprimido o estirado el
muelle, y se conoce como ley de Hooke.
Una masa m sujeta a un muelle de constante

elástica k. El cuerpo oscila en el eje x.
La energía cinética
Es aquella que se produce a causa de sus movimientos que depende de la masa y velocidad del mismo. La energía
cinética se representa a través de la fórmula: Ec, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg) y la
velocidad, v, en metros/segundo (m/s). Esta se condiciona por la velocidad y por la masa del objeto en cuestión.
Como tal, la energía cinética está ligada a otros conceptos de la física como: trabajo, cualquier cuerpo que se
mueva y haga un trabajo necesita que una fuerza lo influya. El tiempo que emplea y la fuerza que actúa sobre el
cuerpo afectarán la velocidad que el objeto alcance. Mientras mayor sea el tiempo, mayor la velocidad. Es la fuerza
lo que permite que el movimiento se active o incluso lo detenga, a través de la fuerza se expresa la capacidad que
poseen los objetos con masa de hacer algún tipo de trabajo.
La energía solo puede llamarse cinética cuando el objeto se pone en movimiento y, al chocar con otro pueda
moverlo originando un trabajo y, la fuerza puede referirse como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir
daños a otro. Una vez lograda la activación del cuerpo, el mismo puede mantener su energía cinética excepto si
aplica al cuerpo un trabajo negativo o contrario de la magnitud de la energía cinética para que regrese a su estado
inicial o de reposo.
Ejemplo: Arrojar una pelota por el aire: Imprimimos fuerza a una pelota para arrojarla por los aires, dejando que
caiga por obra de la gravedad. Al hacerlo, adquirirá una energía cinética que, cuando otro jugador la ataje, deberá
compensar con un trabajo de igual magnitud, si desea atajarla y retenerla.
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
La energía mecánica obedece al Principio de conservación de la energía que estipula que “la energía no se crea
ni se destruye, solo se transforma” por lo tanto se debe tener en cuenta las diferentes tipos de energía potencial
que pueden existir en un cuerpo como, por ejemplo:
 La energía potencial elástica: indica la posición del cuerpo con respecto a la energía o fuerza almacenada
en su propiedad elástica.
 La energía potencial gravitacional: la gravedad juega un papel importante en la posición del cuerpo.
 La energía potencial eléctrica: la capacidad eléctrica según el lugar donde se encuentre el objeto.
Para entender mejor este concepto vamos a ilustrarlo con un ejemplo. Imagina una pelota colgada del techo que
cae sobre un muelle. Según el principio de conservación de la energía mecánica, la energía mecánica de la bola
es siempre la misma y por tanto durante todo el proceso dicha energía permanecerá constante, tan solo
cambiarán las aportaciones de los distintos tipos de energía que conforman la energía mecánica.
Antes de caer, la energía mecánica de la bola está formada únicamente por energía potencial gravitatoria. Al caer
y adquirir una velocidad, la energía potencial gravitatoria se convierte en energía cinética, dejando constante la
energía mecánica. Por último, al impactar contra el muelle, lo comienza a comprimir, provocando que la energía
mecánica se componga de energía cinética, energía potencial gravitatoria y energia potencial elástica.
EJEMPLOS DE LA ENERGÍA MECÁNICA
Para comprender mejor el funcionamiento de la energía mecánica es importante visualizarla en acción. A

continuación unos ejemplos:
El funcionamiento de una represa: Cuando esta deja caer el agua, la energía potencial (la que posee el agua
almacenada en reposo) se transforma en energía cinética (de movimiento). La suma de estas dos es lo que se
conoce como energía mecánica. Esta es la que logra mover las aspas de la turbina para que gire y luego se
transforme en energía eléctrica.
Cuando te deslizas por un tobogán: En este caso, la energía potencial de gravedad acumulada en el cuerpo es
convertida en energía cinética a medida que se resbala por la superficie hacia abajo.
Llevar un mueble de un lugar a otro: Para movilizar un objeto pesado se debe aplicar la fuerza y vencer la fuerza
de roce. De esta forma se transmite la energía cinética de la persona al mueble y este se moverá junto con ella.
Un carrito de montaña rusa: En su punto más alto del ascenso, el carrito habrá acumulado suficiente energía
potencial gravitatoria (debido a la altura) para caer libremente un segundo después y convertirla toda en energía
cinética (debido al movimiento) y alcanzar velocidades de vértigo.
APLICACIÓN LA BIOLOGIA
La energía mareomotriz es la energía que se obtiene aprovechando las mareas, mediante el uso de un alternador
se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía
renovable siendo esta una forma energética más segura y aprovechable. Es un tipo de energía renovable, en tanto
que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia ya que en la transformación energética
no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la
cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar
los dispositivos para su proceso han impedido una implementación notable de este tipo de energía.
Los generadores de corriente de marea tidal stream generators (o TSG por sus iniciales inglés) hacen uso de la
energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en
movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos.
Funciona cuando se eleva la marea y se abren las compuertas del dique la cual ingresa en el embalse. Después
cuando llega a su nivel máximo en el embalse, se cierran las compuertas. Luego, cuando la marea desciende por
debajo del nivel del embalse alcanzando su amplitud máxima entre este y el mar, se abren las compuertas dejando
pasar el agua por las turbinas a través de los estrechos conductos.
REFERENCIAS
https://www.significados.com/energia-mecanica/ Consultado: 2 de noviembre de 2019, 07:57 am.
https://www.fisicalab.com/apartado/energia-mecanica#contenidos
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica#Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoria
https://www.significados.com/energia-cinetica/
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mareomotriz

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La energía mecánica es la capacidad de un cuerpo de generar movimiento y de realizar un trabajo mecánico. La

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En este ejemplo, un satélite está orbitando alrededor de la Tierra

Una masa m sujeta a un muelle de constante

Para comprender mejor el funcionamiento de la energía mecánica es importante visualizarla en acción. A

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