Energía Cinética 2021

EESN41 ARTE Y TEATRO.
TITA MERELLO
INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA 2021
TORRISI ALEJANDRA
Hola Chicas y Chicos, ¿cómo están?
Hoy iniciamos esta clase indicando que la Energía Mecánica es la suma de

la Energía Cinética más la Energía Potencial.
Energía Mecánica = Energía Cinética +Energía Potencial
En esta clase comenzaremos a definir la Energía Cinética, mientras que en

la próxima presentaremos a la Energía Potencial.
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Aclaraciones sobre el término Energía
La palabra energía suele asociarse en la cotidianeidad con la idea de

vitalidad, fuerza o poder. Los diferentes significados asignados a este
término dependen del ámbito en que se lo utilice. En una primera
aproximación al lenguaje empleado en Física, podemos observar que la
energía posibilita el funcionamiento de los vehículos y las maquinarias.
También, la energía permite calentar o enfriar los objetos. La lluvia y el
viento se producen debido a la energía proveniente del Sol. Está
presente en los fenómenos biológicos, y sin ella no se podría producir la
fotosíntesis. Toda actividad física también requiere energía. Aún sin
definirla, es posible entender que la energía se manifiesta de diversas
maneras. En todos los fenómenos mencionados se producen cambios y
transformaciones. Por ello, puede decirse que una de las propiedades de
la energía es la de transformarse y producir cambios. Algunos son
visibles y otros no. Detrás de todo cambio en la naturaleza, está presente
la energía. Para estudiar el comportamiento de la naturaleza, es
necesario realizar un recorte de la realidad. Esencialmente, un sistema
es una porción del universo cuyos límites se eligen arbitrariamente para
su estudio, y donde los elementos que lo constituyen están relacionados
entre sí. La energía es aquello que se necesita entregar o quitar a un
sistema para producirle algún tipo de transformación. La energía se
manifiesta de múltiples formas, como, por ejemplo: mecánica, calórica,
luminosa, química, eléctrica, nuclear, sonora, etc. En esta clase
analizaremos la energía cinética, que está presente en los cuerpos en
movimiento.
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Historia de la Física
La Mecánica newtoniana permitió a los científicos explicar gran cantidad de
fenómenos naturales mediante los conceptos de aceleración y fuerza. Si se conocían
las fuerzas actuantes sobre un cuerpo cualquiera, su masa y su velocidad en algún
instante, era posible determinar las sucesivas posiciones y trayectorias descriptas por
dicho cuerpo. Sin embargo, con el tiempo se hicieron notorias algunas de las
limitaciones propias de esta manera de analizar el mundo físico. Por ejemplo, estudiar
el comportamiento de los gases es imposible desde este punto de vista, puesto que
sería necesario determinar las fuerzas y las velocidades de cada una de las partículas
que los componen. A principios del siglo XIX, como consecuencia de la Revolución
Industrial, surgió una manera alternativa de interpretar los fenómenos naturales
mediante la utilización del concepto de energía. Entre quienes permitieron que este
concepto se afianzara y se introdujera definitivamente en el ámbito científico, se
destacan el médico Robert Mayer (1814-1878) quien propuso el principio de
conservación; William Rankine (1820-1872), que introdujo la palabra “energía” a
mediados de 1860; el cervecero James Prescott Joule (1818-1889), que realizó
importantes experimentos en este campo; Hermann Helmholtz (1821-1894), un
pionero en los estudios de la fisiología de los sentidos; el ingeniero James Watt (1736-
1819) mediante sus máquinas de vapor, y el físico Clerk Maxwell (1831-1879) al
establecer que la luz es una onda electromagnética. Sin embargo, seguramente el
hecho clave que instaló este concepto entre la población mundial fue el lanzamiento
de dos bombas atómicas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki
durante la Segunda Guerra Mundial. Actualmente, el concepto de energía es
fundamental en las Ciencias Naturales. Todos los fenómenos y procesos naturales
conocidos se analizan y explican mediante su aplicación, aunque es un concepto muy
difícil de definir.
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Energía cinética
Comenzamos esta clase indicando que el estudio de la energía cinética

depende de la rama de la física que define el campo de objetos a analizar.
✓ La mecánica clásica, analiza los cuerpos en movimientos y como

veremos seguidamente, la energía cinética depende de la masa y de
la velocidad del cuerpo.
✓ La mecánica relativista, estudia los fenómenos en los que la velocidad
del objeto (v) es cercana a la velocidad de la luz. En estos casos, la
fórmula de la energía cinética es distinta al caso clásico de la
mecánica.
La mecánica cuántica estudia el movimiento de las partículas

subatómica. Las magnitudes físicas involucradas en este campo de
estudio son las longitudes de onda.
➢ Nosotros nos centralizaremos en el estudio de la energía

cinética dentro de la rama clásica de la Física mecánica.
✓ La cinética es la rama de la Física Clásica Mecánica que estudia los

cuerpos en movimiento y dentro de este campo de estudio, la
energía cinética refiere a la energía que tiene un cuerpo de
determinada masa que se encuentra en movimiento.
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✓ La energía cinética suele abreviarse con el símbolo Ec y suele medirse
en Joule (j) en el Sistema Internacional de Mediciones.
✓ Señalamos que la energía cinética alude a un tipo de energía que

tienen los cuerpos en movimientos, por tanto, esa energía, su valor,
dependerá de la masa (m) de ese objeto y de la velocidad (v) que
adquiere el mismo.
✓ La Energía cinética puede calcularse mediante la siguiente

formulación:
Siendo Ec, la energía cinética; m la masa

y v la velocidad
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✓ En el Sistema Internacional, si medimos la masa (m) en kilogramo
(Kg) y la velocidad (v) en metros sobre segundo (m/s) obtenemos:
Ec= ½ Kg. m2 /s2

A la expresión: Kg. m2 /s2 se la denomina Joule (J) y constituye la
unidad de medida de la energía en el Sistema Internacional (SI).
Joule (J)= 1Kg. 1m2 /s2
Aplicaciones del concepto de energía cinética

Ejercicios
1. Un automóvil cuya masa es de 1000 kg se desplaza con una velocidad

de 15 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
Resolución:
A) En principio anotamos los datos y la incógnita, este ordenamiento nos
posibilita obtener una buena resolución.
DATOS: INCÓGNITA
m=1000 kg Ec=?
V=15 m/s
B) Para calcular la energía cinética utilizamos la fórmula anterior y
remplazamos las variables por los datos del ejercicio, obteniendo:
Ec=½ m. v2= ½ 1000 kg. (15 m/s)2= 112 500 J = 112,5 kJ
Puedo expresar los 112 500 J en kilo joule (KJ) = 112,5 KJ
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2. El automóvil del ejercicio 1, cuya masa es de 1000 kg, ahora ha duplicado
su velocidad se desplaza con una velocidad de 15 m/s. ¿Qué ocurre con su
energía cinética al duplicar su rapidez?
Resolución:
A) En principio anotamos los datos y la incógnita
DATOS: INCÓGNITA
m=1000 kg Ec=?
V=30 m/s
B) Reemplazamos las variables de la fórmula de la Ec por los datos del

ejercicio, obteniendo:
Ec=½ m. v2= ½ 1000 kg. (30 m/s)2= 450000J=450kJ Observen que el valor de
la energía cinética se ha cuadruplicado!
➢ De los ejercicios 1 y 2, podemos ver que la energía cinética depende

de la velocidad, al aumentar la velocidad, aumenta la energía cinética.
Es una relación directamente proporcional.
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3. Ahora, veamos el caso de un automóvil cuya masa es de 2000 kg, que se
desplaza a la misma velocidad que el automóvil del ejercicio 1, es decir con
una velocidad de 15 m/s. ¿Qué ocurre con su energía cinética al duplicar la
masa?
Resolución:
A) En principio anotamos los datos y la incógnita
DATOS: INCÓGNITA
m=2000 kg Ec=?
V=15 m/s
B) Reemplazamos las variables de la fórmula de la Ec por los datos del

ejercicio, obteniendo:
Ec=½ m. v2= ½ 2000 kg. (15 m/s)2= 225000J=225kJ Observen que el valor de
la energía cinética de ha duplicado.
➢ De los ejercicios 1 y 3, podemos ver que la energía cinética depende

de la masa, al aumentar la masa, aumenta la energía cinética. Es una
relación directamente proporcional.
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ACTIVIDADES
Consigna: Esta actividad será calificada y tiene que ser entregada,
mediante la plataforma Classroom el 9 de abril, como límite máximo. Este
trabajo tiene que incluir el Nombre y Apellido del Estudiante, el Título y
los Enunciados de las Actividades. Las/os alumnas/os que participan de
las clases virtuales por Google meet, pueden presentar estas actividades
durante la clase. Nos Vemos.
1. Un automóvil cuya masa es de 1556 kg se desplaza con una velocidad

de 4 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
2. Un automóvil que tiene la misma masa que el vehículo del ejercicio 1 se
desplaza con una velocidad de 5 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
3. Teniendo en cuenta, los ejercicios 1 y 2, indicar cuál de los dos vehículos
genera mayor energía cinética y explicar la razón de esto.
4. Un automóvil cuya masa es de 12000 g se desplaza con una velocidad
de 110 km/h. ¿Cuál es su energía cinética, expresada en Joule?
FIN.
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Hoy iniciamos esta clase indicando que la Energía Mecánica es la suma de

Energía Mecánica = Energía Cinética +Energía Potencial

En esta clase comenzaremos a definir la Energía Cinética, mientras que en

La palabra energía suele asociarse en la cotidianeidad con la idea de

Comenzamos esta clase indicando que el estudio de la energía cinética

✓ La mecánica clásica, analiza los cuerpos en movimientos y como

La mecánica cuántica estudia el movimiento de las partículas

➢ Nosotros nos centralizaremos en el estudio de la energía

✓ La cinética es la rama de la Física Clásica Mecánica que estudia los

✓ Señalamos que la energía cinética alude a un tipo de energía que

✓ La Energía cinética puede calcularse mediante la siguiente

Siendo Ec, la energía cinética; m la masa

Ec= ½ Kg. m2 /s2

Joule (J)= 1Kg. 1m2 /s2

Aplicaciones del concepto de energía cinética

1. Un automóvil cuya masa es de 1000 kg se desplaza con una velocidad

B) Reemplazamos las variables de la fórmula de la Ec por los datos del

➢ De los ejercicios 1 y 2, podemos ver que la energía cinética depende

B) Reemplazamos las variables de la fórmula de la Ec por los datos del

➢ De los ejercicios 1 y 3, podemos ver que la energía cinética depende

1. Un automóvil cuya masa es de 1556 kg se desplaza con una velocidad

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