💎 ENERGÍA MECÁNICA: DEFINICIÓN, TIPOS, EJEMPLOS y MÁS

¿ Qué es la Energía Mecánica ?

La respuesta directa y sencilla: es la suma de energía en un sistema mecánico. Esta energía incluye tanto la energía cinética o de movimiento como la energía potencial o almacenada.

Los objetos tienen energía mecánica si están en movimiento y / o si están en alguna posición relativa a una posición de energía potencial cero.

En física, es la energía asociada con el movimiento y la posición de un objeto generalmente en algún campo de fuerza, como por ejemplo un campo gravitatorio.

La energía mecánica y también la energía térmica se puede separar en dos categorías, transitoria y almacenada:

• La energía transitoria es energía en movimiento, es decir, energía que se transfiere de un lugar a otro.
• La energía almacenada es la energía contenida dentro de una sustancia u objeto. 

Tipos de Energía Mecánica

Se pueden encontrar dos clases de energía mecánica, que son la de movimiento y la  almacenada.

Energía de Movimiento

Esta es la energía que causa que un objeto se mueva, por ejemplo, una pelota de fútbol que acelera. Se puede sentir el efecto de esta energía si tras el golpe de la pelota. La energía del movimiento también se denomina energía cinética.

Energía Mecánica Almacenada

Que es la energía almacenada en un objeto debido a su altura sobre el suelo o porque está estirado, doblado o comprimido, por ejemplo una banda de goma estirada. Se puede sentir cuando se lanza la banda. La energía mecánica almacenada se conoce también como energía potencial.

Energía Mecánica: Ejemplos

Dado que la energía mecánica que poseen los objetos se puede presentar en forma de energía cinética y energía potencial, clasificaremos los ejemplos según ellas:

Ejemplos de Energía Mecánica Cinética

1. Un cuerpo celeste, como un asteroide o un meteorito, que cae a la tierra a gran velocidad está repleto de una inmensa cantidad de energía cinética.
2. Casi todas las formas de deportes emplean energía cinética. En el lanzamiento del disco, por ejemplo, los atletas mueven el cuerpo en movimiento circular antes de lanzarlo, lo que permite que el disco gane energía cinética.
3. Driblar una pelota durante un juego de baloncesto también podría producir energía cinética en la pelota. 
4. Debido a su gran masa y velocidad rápida, un avión que vuela en el aire posee una gran cantidad de energía cinética.
5. Un río que fluye posee energía cinética a una cierta velocidad porque el agua se está moviendo de un lugar a otro.

Ejemplos de Energía Mecánica Potencial

1. Debido a su suspensión en la grúa, una bola de degradación posee energía potencial gravitatoria.
2. Cuando los resortes se estiran, son capaces de absorber energía potencial. Esta energía se libera cuando se contrae el resorte.
3. El alimento que los organismos comen ha almacenado energía química potencial porque proporciona la energía que se necesita para el metabolismo.
4. Debido a la gravedad, los péndulos y los relojes del abuelo almacenan energía potencial.
5. Un columpio está equipado con energía potencial porque está suspendido de un soporte. Almacena energía cuando no está oscilando. Del mismo modo, también mantiene la energía cuando permanece retenida durante unos segundos antes de ser movida hacia adelante o hacia atrás.

En nuestros artículos puedes obtener amplia información sobre estos dos tipos de energía.

Principio de Conservación de la Energía Mecánica

El principio de la conservación establece que la energía mecánica total en un sistema, es decir, la suma de la energía potencial más la energía cinética, permanece constante mientras las únicas fuerzas que actúan sean fuerzas conservadoras.

Se puede usar una definición circular y decir que una fuerza conservadora es una fuerza que no cambia la energía mecánica total, lo cual es cierto, pero podría arrojar mucha luz sobre lo que significa.

Una buena manera de pensar en fuerzas conservadoras es considerar qué sucede en un viaje de ida y vuelta. Si la energía cinética es la misma en un viaje de ida y vuelta, la fuerza es una fuerza conservadora, o al menos actúa como una fuerza conservadora.

Considerando la Gravedad

Si se arroja una bola hacia arriba ésta abandona la mano con cierta cantidad de energía cinética. En la parte superior de su trayectoria ya no tiene energía cinética, en su lugar posee una energía potencial igual a la cinética que tenía cuando dejó la mano. Cuando retorne a la mano, tendrá la misma energía cinética que tenía cuando se arrojó.

A lo largo del camino, la suma de la energía cinética y potencial es una constante, y la energía cinética al final, cuando la pelota está de regreso en su punto de inicio, es la misma que la energía cinética al comienzo, por lo que la gravedad es una fuerza conservadora.

La fricción cinética, por otro lado, es una fuerza no conservativa, ya que actúa para reducir la energía mecánica en un sistema.

Se debe tener en cuenta que las fuerzas no conservativas no siempre reducen la energía mecánica; una fuerza no conservadora la cambia, por lo que una fuerza que aumenta la energía mecánica total, como la fuerza proporcionada por un motor, también es una fuerza no conservativa.

Ley de la Conservación de la Energía Mecánica

Casi todos los fenómenos del universo están regidos por la ley universal de conservación de la energía según la cual “la energía no se puede crear ni destruir, sino que se puede transferir de una forma a otra”.

La energía gravitacional, la energía nuclear, la energía eléctrica y la energía mecánica son varios tipos de energía y todas pueden transformarse de un estado a otro.Según esta ley, en un sistema aislado, es decir, en ausencia de fuerzas no conservadoras como la fricción, la energía total inicial del sistema permanece constante.

En pocas palabras, la energía mecánica total de un sistema siempre es constante en caso de ausencia de fuerzas no conservadoras. Por ejemplo, si una bola se rueda por una montaña rusa sin fricción, las energías inicial y final se mantendrán constantes.

Las fuerzas conservadoras son aquellas que no dependen del camino que toma un objeto.

Imágenes y Dibujos de Energía Mecánica

 

Fórmula de Energía Mecánica

La capacidad de un objeto para realizar un trabajo se mide por su energía mecánica, o la suma de la energía cinética y la energía potencial del objeto.

Esta energía se debe a la posición o movimiento de un objeto, por lo tanto, la fórmula para calcularla es:

Em = Ec + Ep

En donde:

Ec es la energía cinética y viene dada por la ecuación

 

 

 

Dónde:

• Ec = Energía Cinética
• m = Masa de un cuerpo
• v = Velocidad de un cuerpo

Ep es la energía potencial y aunque difiere según las fuerzas que actúen sobre el sistema, la más usada es para situaciones cercanas a la tierra y toma la forma más simple:

Ep = m • g • h

En donde:

• “m” representa la masa
• “g” representa la aceleración de gravedad
• “h” representa la altura

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