Cap 5 Energía

Capítulo 5

Energía

Energía Capacidad que tiene un sistema de producir trabajo (w).

ENERGÍA CINÉTICA

La energía cinética es la energía que tiene el sistema relacionada con Capítulo su movimiento. K=1/2mV2

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Energía

ENERGÍA POTENCIAL

La energía potencial es la almacenada por el sistema debido a su posición relativa en el campo gravitacional o a su deformación  U=mgh …E.Potencial gravitaria  U =1/2kx2. E.Potencial elástica

ENERGÍA INTERNA

Energía interna: es la energía cinética y potencial asociadas con las distintas partes del sistema en vez del sistema como un todo.

Energía total E Es la suma de la energías cinética K, Potencial U e interna I del sistema. E=K+U+I

Definiciòn de Trabajo

Trabajo Disipativo (-Wd)  Es el trabajo negativo que hacen las fuerzas disipativas como la fuerza de fricción y que provocan un aumento de la energía interna del sistema  Δ I= −Wd

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA  Cuando sólo actúan fuerzas conservativas como la fuerza de gravedad (Δ I= −Wd=0 ) y la suma de la energía cinética y la energía potencial permanece constante

Trabajo Aplicado Wa  El trabajo aplicado Wa, se lleva a cabo mediante dispositivos llamados máquinas que convierten energía interna en trabajo.  Ejemplo:

 •los músculos de personas o animales  •los motores de automóvil

Sistema Conjunto de elementos relacionados entre sí. Ejemplo:

EL SISTEMA HUMANO  Representa un conjunto de máquinas (músculos) que transforman una parte de la energía recibida de los alimentos digeridos en trabajo útil para realizar las funciones vitales del cuerpo y el resto de la energía pasa a aumentar la energía interna del medio ambiente.

Conservación de la Energía

LA ECUACIÓN −Δ Imaq= Wa+ ΔIma  Establece que para una determinada cantidad de energía interna liberada en la combustión del combustible −Δ Imaq, se genera una cierta cantidad de trabajo aplicado Wa y la diferencia se pierde aumentando la energía interna del medio ambiente, ΔIma.

RENDIMIENTO o EFICIENCIA  El rendimiento de la máquina e, es la razón del trabajo aplicado que se produce a la energía interna utilizada para producirlo.

EJEMPLO  Los músculos de los animales producen 25 J de trabajo aplicado por cada 100 J de energía que consumen. La eficiencia es 25J/100J =0,25x100% = 25%

POTENCIA ( P )  La potencia se define como la rapidez con que se realiza el trabajo.

VELOCIDAD METABÓLICA ( R)  La velocidad total R de utilización de la energía por parte de una máquina (viva) se denomina “velocidad metabólica”

VELOCIDAD METABÓLICA ( R )  También se puede escribir de la siguiente forma:

EJEMPLO  Un hombre de 70 kg consume normalmente unos 107J de energía por día.Su velocidad metabólica es de:

MEDICIÓN DE ( R )  Una persona libera aproximadamente 2,0 X104 J de energía por cada litro de oxígeno consumido. Si la velocidad de consumo es 1,45 litros por minuto durante una actividad. Su velocidad metabólica es la velocidad de consumo por la energía recibida en cada litro de oxígeno consumido  R = (1,41)(2,0 X104 ) / 60 = 483 W

PRÁCTICA 1        

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PRÁCTICA 2  1.Un atleta de 75 kg al realizar un salto vertical primero encoge un poco las piernas para tomar impulso y luego las estira rápidamente.  a) Si parte del reposo y alcanza una rapidéz de 2,95 m/s cuando estiró las piernas .Calcule el trabajo neto en esa primera fase del salto.  Si estira las piernas en 0,30 s. Calcule la potencia desarrollada

SALTO VERTICAL

EFICIENCIA EN EL SALTO  Si los músculos de la pierna tienen una eficiencia del 25%.Calcule la energía interna consumida para producir el salto.  Si la altura del salto es o,44 m.¿Qué valor de energía potencial respecto al suelo alcanza el atleta?