¿Cómo calcular la Energía Mecánica?

La energía mecánica es la capacidad del objeto para realizar un trabajo. La energía mecánica también se puede definir como la energía de un objeto debido a su posición o movimiento o ambos. También se puede definir como la suma de la energía cinética y la energía potencial del objeto. La energía potencial de un objeto es cero cuando el objeto está en movimiento y la energía cinética de un objeto es cero cuando el objeto está en posición de reposo.

¿Qué es la Energía Mecánica?

La energía mecánica es la energía asociada con el movimiento y la posición de un objeto, generalmente en un campo de fuerza (por ejemplo, un campo gravitacional). Hay dos tipos de energía mecánica (y energía térmica): transitoria y almacenada. La energía en movimiento, o la energía que se transporta de un lugar a otro, se conoce como energía transitoria. 

La energía retenida dentro de una sustancia o elemento se conoce como energía almacenada. El trabajo es un término utilizado para describir la energía mecánica transitoria. La energía mecánica se puede almacenar de dos maneras: cinética o potencial.

Tipos de energía mecánica 

Hay dos tipos de energía mecánica. Son la energía potencial y la energía cinética .

Energía potencial

La energía potencial se define como la energía almacenada en un cuerpo debido a sus propiedades físicas como la masa del objeto o la posición del objeto. Es la fuerza que un cuerpo podría desarrollar potencialmente cuando se pone en movimiento.
 

PE = mgh

dónde, 

  • PE es la energía potencial,
  • m es la masa del objeto (kg o g),
  • g es la gravedad (9,81 m/seg 2 ) y 
  • h es la altura del objeto (cm o m).

La unidad SI de PE es Joules o J .

Energía cinética

La energía cinética se define como la energía del movimiento o movimiento de un objeto, más que en su posición. Cuanto más rápido sea el movimiento de un objeto, mayor será la energía cinética.

KE = 1/2 mv 2

dónde, 

KE es la energía cinética,

m es la masa del objeto (kg o g), y

v es la velocidad del objeto (m/seg).

La unidad SI de KE es Joules o J .

Cálculo de Energía Mecánica

La energía mecánica (ME) se calcula como:

Energía mecánica (ME) = Energía cinética (KE) + Energía potencial (PE)

o

ME = KE + PE 

o

ME = 1/2 mv 2 + mgh

dónde

m es la masa de un objeto,

v es la velocidad de ese objeto,

g es la aceleración de la gravedad

h es la altura de un objeto.

La unidad SI de M

.MI. es julios o J .

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: Un hombre está sentado en un edificio de 30 m de altura y su masa es de 60 kg. ¿Calcular la energía mecánica?

Responder: 

Dado que, 

Masa del hombre = 60 kg

Altura del edificio = 30m

El hombre no se mueve, está en posición de reposo, por lo tanto, K. E = 0

La fórmula de la energía mecánica. 

ME = K.E + PE

Dado que KE es 0, la ecuación se convierte en,

YO = PE

= mgh

= 60 × 9,81 × 30

= 17658J

Pregunta 2: Si la energía potencial de un objeto es de 600 J y su energía mecánica es de 1500 J, ¿calcula su energía cinética?

Responder: 

Dado que,

PE = 600J

ME = 1500J

ME = PE + KE

o

KE = YO – PE

= 1500 J – 600 J

= 900J

Por lo tanto, la energía cinética del objeto es de 900 J.

Pregunta 3: Un automóvil viaja a una velocidad de 12 m/s y su masa es de 20 kg. ¿Calcular la energía mecánica?

Responder: 

Dado que,

Masa del carro, m= 20 kg

velocidad del carro, v = 12m/s

El coche se mueve, por lo que el PE = 0

ME = PE + KE

= 0 + ½mv 2

= ½ × 20 × 12 × 12

= 1440J

Pregunta 4: Un objeto de 400 g de masa está a una altura de 10 m sobre el suelo. Calcula su energía potencial a esta altura. Si el objeto cae, ¿cuál será su energía cinética a la mitad de su recorrido? Tome g = 10 ms 2 .

Responder: 

Dado que,

Masa del objeto (m)= 400g = 400/1000 = 0,4 kg

Altura del objeto (h )= 10m

La aceleración debida a la gravedad es g=10ms 2

La energía potencial del objeto a la altura (h=10m) es

PE = mgh = 0,4 × 10 × 10 = 40J

Ahora, a la mitad, la energía cinética del cuerpo se puede calcular usando la ley de conservación de la energía mecánica. En esta posición, la energía cinética ganada será igual a la energía potencial perdida que será la mitad de 40J.

Así, la energía cinética del objeto será KE = PE/2 = 40/2 = 20J. 

Por lo tanto la energía potencial = 40J y su energía cinética a la mitad = 20J .

Pregunta 5: Un cuerpo con una masa de 15 kg se proyecta verticalmente hacia arriba con una velocidad de 4 m/s. ¿Cuál será su energía cinética?

Responder: 

Dado que,

La masa del cuerpo es m = 15 kg

La velocidad del cuerpo es v = 4 m/s

La energía cinética del cuerpo al lanzar es KE = ½mv

EC = ½ ×15×(4)

= ½ ×15×16 

= 90J

Por lo tanto, la energía cinética del cuerpo KE = 90 J.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por madireddykavya1 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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