Energia Mecanica.docx

INFORME I- ENERGÍA MECÁNICA ELECTIVA ENERGÍAS ALTERNATIVAS

HEIDY VIVIANA PINZÓN LEÓN PAULA CAMILA VASQUEZ BAYONA

CARLOS BERMUDEZ DOCENTE

UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL 2019

ENERGÍA MECÁNICA

energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial. Se expresa

la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo. Dicha capacidad suele entenderse como la sumatoria de tres formas de energía: la energía cinética, la energía elástica y la energía potencial, a saber: 

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INTRODUCCIÓN Es de suma importancia en el estudio de energías alternativas comprender y aplicar correctamente el tema de la conservación de la energía mecánica, pues se aplica en todos los procesos que estudia la transformación de energías tradicionales, para comprender como funciona y se comporta mediante el estudio de la física, así llegar a comprender como se podrían remplazar las fuentes actuales de energía por unas más amigables con el planeta (hidroeléctricas). En esta exposición se presentó de manera detallada mediante ejemplos en mecanismos o maquinas sobre conservación de la energía utilizada mediante transformaciones de energéticas y como la utilización de las variables velocidad, aceleración y fuerza son aspectos importantes a la hora de generar un movimiento mecánico. En la parte teórica se muestro la forma mediante la cual podemos encontrar la velocidad final de un cuerpo a través de las ecuaciones de conservación de la energía. ¿Qué es la Energía Mecánica? La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, existen dos formas de

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Energía cinética: Es la energía que da el efecto como el movimiento de los cuerpos. Energía elástica: Es intrínseca a la capacidad de elasticidad (de perder y recuperar su forma original de cara a un estímulo externo) de los cuerpos. Energía potencial: Se llama así a la cantidad de energía almacenada en un cuerpo de acuerdo a su posición y configuración.

Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo, por el contrario, con fuerzas no conservativas se podría presentar ciertas variantes a la hora de presentarse conservación de energía durante el tiempo, esto se presenta en sistemas distintos a los abiertos.

Conservación de la energía mecánica: Es importante notar que la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre las partículas. Sin embargo, existen ejemplos de sistemas de partículas donde la energía mecánica no se conserva: 

Sistemas de partículas cargadas en movimiento: En este sistema los campos magnéticos no derivan de un potencial y la energía mecánica no se conserva, ya que parte de la energía

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mecánica se transforma en energía del campo electromagnético y viceversa. Sistemas termodinámicos que experimentan cambios de estado: En estos sistemas la energía mecánica puede transformarse en energía térmica o energía interna. Cuando hay producción de energía térmica, existirá disipación y el sistema habrá experimentado un cambio reversible (aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas aun pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipación tampoco conservarán la energía mecánica debido a que la única variable conservada es la energía interna. Mecánica de medios continuos disipativos: Involucran fluidos disipativos o sólidos anelásticos (plasticidad, viscoelasticidad, etc), que involucran la aparición de deformaciones irreversibles y por tanto disipación, aparición de calor o cambios internos irreversibles, donde la variación de entropía no es nula.

en grandes cantidades a toda la población. Una forma de transformar energía mecánica en eléctrica también se basa en algunos principios del molino de viento, se toma la energía que genera el viento y luego se la almacena. Existen regiones que son especialmente aptas para este tipo de aplicaciones por sus características ventosas. Otra forma de generar energía eléctrica a partir de energía mecánica remite a cuando se utiliza la fuerza del agua. Así, por ejemplo, en una central hidroeléctrica el agua se almacena y se la hace correr por pequeños desagües, haciendo que al pasarla misma se muevan turbinas. También es posible utilizar a la fuerza que tiene las mareas para esta tarea. En cualquier caso, lo que sucede es que se utiliza la fuerza de distintos fenómenos naturales, es decir, la energía mecánica de los mismos, para transformar dicha energía en alguna de otro tipo, en este caso, en energía eléctrica. El procedimiento es harto beneficioso en una época en la que existen cada vez más requerimientos en este sentido.

Para que sirve la energía mecánica: Para dar cuenta de una aplicación concreta que la energía mecánica tiene, podemos remitir al molino de viento. Esta construcción tiene una enorme cantidad de años, remitiéndose al menos a la Edad Media, pero pudiendo incluso existir en la antigüedad más remota. En los mismos existe un uso de estos principios incluso antes de que se haya teorizado sobre los mismos. Así, el molino de viento toma la energía mecánica que genera el viento para utilizarla en la molienda de trigo y otros cultivos. Este artefacto fue de enorme relevancia porque permitió un aumento de la productividad en estos menesteres. Hoy en día, la energía mecánica puede utilizarse también para la generación de energía eléctrica. Luego, esta energía eléctrica puede transformarse nuevamente en energía mecánica en los artefactos que utilizamos cotidianamente. El motivo de estas sucesivas transformaciones es el hecho de poder realizar una distribución de energía

Ejemplos de la utilización de la Energía Mecánica: 1. Montaña Rusa: Las montañas rusas son unos objetos estupendos para estudiar física, especialmente las leyes de la mecánica. Como funciona la conservación de la energía en este sistema mecánico, inicialmente se arrastra el vagón, que carece de tracción propia, hasta la parte más elevada de la montaña rusa. Esta separación de la Tierra produce un aumento de la energía potencial gravitatoria del vagón. Al dejarlo en libertad, el vagón desciende aumentando progresivamente su velocidad. En términos energéticos su energía potencial gravitatoria se va transformando en energía cinética, la energía asociada al movimiento de los cuerpos, salvo una pequeña parte que se transforma

en calor debido al rozamiento que ejercen el aire y las vías. En los tramos ascendentes, sucede lo contrario la velocidad disminuye a medida que el vagón gana altura aumentando por tanto la energía potencial gravitatoria a costa de la energía cinética. Una pequeña parte de esa energía cinética de nuevo se transforma en calor debido al rozamiento. Uno de los aspectos que se tienen en cuenta al diseñar una montaña rusa es la fuerza que el vagón ejerce sobre los pasajeros. Esta fuerza no es constante, sino que está relacionada con cómo va cambiando la velocidad del vagón, y por tanto de los pasajeros, a lo largo del recorrido. Es el aumento o disminución de esta fuerza, en relación con la que se experimenta en reposo o con velocidad constante, lo que hace que montarse en una montaña rusa sea atractivo para mucha gente. Este cambio de velocidad con el tiempo, que puede ser en su magnitud o en su dirección, es lo que se llama aceleración. En los tramos horizontales, sin tener en cuenta el rozamiento, la velocidad no cambia por tanto no hay aceleración. La fuerza neta que actúa sobre la persona es cero. La fuerza que hace el vagón hacia arriba sobre la persona es igual a la fuerza que hace la Tierra hacia abajo, el peso de la persona. En los tramos curvos horizontales, en los rectos no horizontales y en los curvos no horizontales hay aceleración ya que cambia respectivamente la dirección de la velocidad, la magnitud de la velocidad o ambas. La fuerza neta que actúa sobre el vagón es proporcional a la aceleración y se representa en la figura en varios puntos del recorrido.

La forma de los tramos que forman una montaña rusa es diversa y no suele faltar uno con forma de bucle vertical. Cuando un objeto describe un movimiento curvo pueden actuar varias fuerzas sobre él, pero es necesario que la suma de todas ellas esté dirigida hacia el interior de la curva que describe. Si esta fuerza neta es perpendicular a la curva la velocidad solo cambia de dirección, en caso contrario la velocidad aumenta o disminuye su magnitud. Esta fuerza neta se puede descomponer en dos, una perpendicular a la curva y otra tangente, de tal forma que sumadas equivalen a la primera. La fuerza perpendicular a la curva se denomina fuerza centrípeta y es directamente proporcional a la masa del objeto en movimiento y al cuadrado de la magnitud de la velocidad e inversamente proporcional al radio de curvatura. Normalmente la fuerza centrípeta la hace en parte el raíl por el que circula el carro y en parte la Tierra. 2. Generador Eléctrico: Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y la parte estática que se denomina estátor. Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos partes genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo transforme en electricidad

(actúa como inducido). Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de corriente que producen. Así, nos encontramos con dos grandes grupos de máquinas eléctricas rotativas: los alternadores y las dinamos. Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El elemento inductor es el rotor y el inducido el estátor. Un ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energía mecánica en eléctrica alterna. Las dinamos generan electricidad en corriente continua. El elemento inductor es el estátor y el inducido el rotor. Un ejemplo lo encontraríamos en la luz que tiene una bicicleta, la cual funciona a través del pedaleo. Máquinas generadores

eléctricas rotativas:

los

Llamamos máquinas eléctricas a los dispositivos capaces de transformar energía eléctrica en cualquier otra forma de energía. Las máquinas eléctricas se pueden dividir en: 

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Máquinas eléctricas rotativas, que están compuestas de partes giratorias, como las dinamos, alternadores y motores. Máquinas eléctricas estáticas, que no disponen de partes móviles, como los transformadores.

El grupo de las máquinas rotativas, que lo constituyen los motores y los generadores. Las máquinas eléctricas rotativas son reversibles, ya que pueden trabajar de dos maneras diferentes:  

Como motor eléctrico: Convierte la energía eléctrica en mecánica. Como generador eléctrico: Convierte la energía mecánica en eléctrica.

Partes de un generador eléctrico:

Las partes cambiarán dependiendo de cada tipo, esto no es así, la única diferencia en su estructura la encontramos entre los generadores comunes y los insonorizados, cuyo principal distintivo es que los insonorizados poseen un capot cerrado que les ayuda a amortiguar el ruido que producen cuando están en marcha. Conoce las partes que hacen que un generador sea de alta calidad, potencia y confianza:  Motor: Es el corazón del generador, no hay nada más importante, es su fuerza mecánica inicial y sin él no podría darte la energía eléctrica que requieres.  Alternador: Este componente es el encargado de la producción en la salida de energía eléctrica. Además, es el que dosifica la entrada mecánica de los generadores eléctricos. Un alternador está formado por:  Estátor: es la parte fija exterior de la máquina. Allí se encuentran las bobinas que, inducidas, producen la corriente eléctrica que tanto necesitas. Este estator va colocado sobre una carcasa metálica que le sirve como soporte.  Rotor: es el componente móvil que gira dentro del estator y provoca un campo magnético inductor que genera el anterior bobinado inducido.  Sistema de combustible: Este sistema depende del modelo de generador eléctrico ya que éste determina su capacidad, no obstante, la media de autonomía es de 6 a 8 horas.  Regulador de voltaje: Este es un elemento principal que transforma el voltaje CA en CC.  Sistema de enfriamiento y escape: Es el encargado de vigilar que el generador no se sobrecaliente, es empleado mayormente como vía al exterior, de ahí que estos equipos deban colocarse en lugares ventilados.  Sistema de lubricación: Que el generador tenga una buena lubricación garantiza su fluidez y durabilidad en las actividades que debe realizar. Por ello, es importante mantenerlo a punto. Todas las piezas del generador trabajan en una sinergia perfecta para brindarte esa

energía eléctrica que necesitas. Esta es la razón principal para mantener estos aparatos en un lugar adecuado y cuidar de su funcionamiento diario.

BIBLIOGRAFÍA

http://grupoelectrogeno.net/partesgenerador-electrico/ https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3 %ADa_mec%C3%A1nica https://www.emprendedores.es/gestion/a 77172/como-elaborar-un-documentoeficaz-comprensible-y-bien-presentado/ http://www.ilustrados.com/tema/8940/Pr actica-conservacion-energiamecanica.html