La energía potencial, sea gravitacional o cualquiera otra, tiene importancia sólo cuando cambia, es decir, cuando efectúa trabajo o se transforma en energía de alguna otra forma. Por ejemplo, si la esfera de la situación 1 cae desde su posición elevada y efectúa 20 joules de trabajo al llegar abajo, entonces perdió 20 joules de energía potencial. No importa la energía potencial total que tenga la esfera cuando se elevó, respecto a algún nivel de referencia. Lo que interesa es la cantidad de energía potencial que se convierte en alguna otra forma. Sólo tienen significado los cambios de energía potencial. Una de las formas de energía en que se puede transformar la energía potencial es energía de movimiento, o energía cinética.
Energía cinética
Si empujamos un objeto lo podemos mover. Si un objeto se mueve, entonces, es capaz de efectuar trabajo. Tiene energía de movimiento y decimos que tiene energía cinética( E c). La energía cinética de un objeto depende de su masa y de su rapidez. Es igual a la mitad de la masa multiplicada por el cuadrado de la rapidez.
Energía cinética = 1 masa × rapidez2
EC = 1
2 mv2
Cuando lanzas una pelota, realizas trabajo sobre ella para darle rapidez cuando sale de tu mano. Entonces, la pelota
en movimiento podrá golpear algo y empujarlo, haciendo trabajo sobre eso que golpea. La energía cinética de un objeto en movimiento es igual al trabajo requerido para llevarlo desde el reposo hasta esa rapidez, o al trabajo que el objeto puede realizar mientras llega al reposo:
Fuerza neta × distancia = energía cinética o, en forma de ecuación,
Fd = 1 2 mv2
Observa que la rapidez está al cuadrado, de manera que si la rapidez de un objeto se duplica, su energía cinética se cuadruplica( 2 2 = 4). En consecuencia, para duplicar la rapidez, habrá que multiplicar el trabajo por 4. Siempre que se realiza trabajo, la energía cambia.
ANALIZANDO
2
La energía potencial del arco tenso es igual al trabajo( fuerza promedio distancia) que efectuó al retrasar la flecha hasta su posición de disparo. Cuando la suelta, la mayoría de la energía potencial del arco tensado se transformará en energía cinética de la flecha.
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