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¿Qué es la energía?
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La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
Un cuerpo que tiene energía puede provocar cambios, pero el cambio puede producirse o no. En este aspecto la energía podría compararse con el dinero. |
Propiedades de la energía
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- Se conserva: no se crea, ni se destruye.
- Se transforma: se presenta de muchas formas y puede cambiar entre ellas. - Se traspasa: puede pasar de un cuerpo a otro. La energía puede cambiar de cuerpo o de forma, pero no puede aparecer ni desaparecer. |
Efectos de la energía. Tipos de cambios.
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La energía es la capacidad de provocar transformaciones o cambios en los cuerpos. Estos cambios pueden ser mecánicos o térmicos.
1. Cambios mecánicos: Se asocian con fuerzas que provocan desplazamientos. 2. Cambios térmicos: Se asocian con aquellos que se producen cuando se pone en juego el calor y hay cambios de temperatura o de estado. |
Trayectoria y desplazamiento
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Uno de los efectos que puede provocar la energía es el movimiento.
Movimiento es el cambio de posición de un cuerpo en un tiempo determinado. Al cuerpo que experimenta este cambio de posición se le denomina móvil. La trayectoria es el camino seguido por el cuerpo en su movimiento. El desplazamiento es la distancia en línea recta entre la posición inicial y final. Cuando un cuerpo va de un punto a otro, puede tener muchas trayectorias pero sólo hay un único desplazamiento entre ambos puntos. |
Velocidad
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Los cuerpos cambian de posición y este cambio tarda un tiempo en producirse.
La magnitud que relaciona el espacio recorrido por un cuerpo con el tiempo que tarda en recorrerlo se le llama velocidad. La velocidad se define como la división entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo. |
Aceleración
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La velocidad puede cambiar rápidamente o lentamente y la magnitud que mide lo rápido que cambia la velocidad es la aceleración.
Aceleración: división entre la variación de la velocidad y el tiempo empleado en esta variación. |
Definición fuerza
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Los cuerpos pueden sufrir cambios en su forma de moverse, pasar de estar parados a moverse y viceversa, recibir presiones, experimentar deformaciones, etc. ¿Cuál es la causa de todos estos cambios?: las fuerzas.
Una fuerza es una interacción entre dos cuerpos capaz de provocar cambios en los mismos. Se define por Fuerza a la causa del movimiento de los cuerpos y de las variaciones del movimiento (aceleraciones, retardaciones o cambios de dirección); es también la causa de las deformaciones y rupturas de los cuerpos. |
Una Fuerza se reconoce porque:
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- Es capaz de mover, detener o cambiar la dirección de un cuerpo.
- Es capaz de deformar de forma transitoria o permanente un cuerpo. - Es capaz de mantener un cuerpo a una cierta altura. |
CLASIFICACION DE LAS FUERZAS
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Según el tiempo que actúan, se clasifican en:
- Fuerzas instantáneas: Las fuerzas instantáneas son aquellas que actúan un breve tiempo. Dan origen a movimientos uniformes y rectilíneos - Fuerzas constantes: Las fuerzas Constantes son las que actúan sobre el cuerpo durante todo el movimiento. Dan origen a los movimientos acelerados y retardados Según el tipo de interacción: - Las fuerzas por contacto son aquellas que necesitan el contacto directo con un cuerpo para manifestarse. - En las fuerzas a distancia la interacción se produce entre dos cuerpos separados por una determinada distancia. |
CARACTERÍSTICAS DE UNA FUERZA
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Las fuerzas son magnitudes vectoriales y su unidad en el S.I. es el newton, N.
- Punto de aplicación. Es el lugar concreto sobre el cual actúa la fuerza. En él se comienza a dibujar el vector que representa la fuerza. - Magnitud o intensidad. Indica el valor numérico de la fuerza en newtons. Se corresponde con la longitud del vector. - Dirección. Es la recta a lo largo de la cual se aplica la fuerza. La línea sobre la que se dibuja el vector. - Sentido. Con la misma dirección, una fuerza puede tener dos sentidos opuestos. Se indica con la punta de la flecha del vector. |
MEDIDA DE LAS FUERZAS CON EL DINAMÓMETRO
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Se denomina dinamómetro al instrumento que sirve para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas.
Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada |
Magnitud, medir y unidad
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Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.
Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene. Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro. |
Masa
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La masa, es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Está relacionada con el número y clase de las partículas que lo forman.
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Peso
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El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.
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¿Es lo mismo masa y peso?
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No, lo que ocurre es que la costumbre nos ha hecho trabajar desde pequeños solo con el concepto de peso, el cual hemos asociado siempre al kilogramo, y nos han habituado a usarlo, sin saberlo nosotros, como sinónimo de masa. Por eso, cuando subimos a una balanza decimos que nos estamos “pesando”, cuando en realidad estamos midiendo nuestra cantidad de masa, que se expresa en kilogramos.
La masa sigue siendo la misma, sin importar la cantidad de fuerza que se le imponga. Esto hace que masa sea diferente a peso, pues el peso depende tanto de la cantidad de masa como de gravedad. Esto significa que, aunque la bolsa pese menos en la Luna, su masa continúa siendo la misma. |
Características de masa
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- Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
- Es una magnitud escalar. - Se mide con la balanza. - Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud. - Sus unidades de medida es el (kg). - Sufre aceleraciones |
Características del peso
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- Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos.
- Es una magnitud vectorial. - Se mide con el dinamómetro. - Varía según su posición, depende de la altitud y latitud. - Sus unidades de medida es (N) - Produce aceleraciones. |
Tipos de energía
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La energía se puede clasificar en la energía que poseen los cuerpos y la que se transmite de un cuerpo a otro.
• La energía que poseen los cuerpos pueden ser: externa o mecánica y la interna. La energía mecánica se debe a la velocidad (cinética) y posición del cuerpo (potencial). La interna es debida a la energía de las partículas que componen el cuerpo. • Las formas de energía que los cuerpos transmiten son: trabajo (transmitida a través de fuerzas) y calor (transmitida por diferencias de temperatura). Es frecuente que el trabajo modifique la energía externa, mientras que el calor la interna. |
La energía cinética
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La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento. Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v).
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Energía potencial (gravitatoria)
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La energía potencial gravitatoria es la que tiene un cuerpo por estar situado a una cierta altura sobre la superficie terrestre. Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).
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Energía interna
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La energía interna de un cuerpo es la suma de la energía de todas las partículas que componen un cuerpo. Entre otras energías, las partículas que componen los cuerpos tienen masa y velocidad, por lo tanto, tienen energía cinética interna. También tienen fuerzas de atracción entre ellas, por lo que tienen energía potencial interna.
La energía interna es muy difícil de calcular ya que son muchas las partículas que componen un cuerpo y tienen muchos tipos diferentes de energía. Lo que se suele hacer es calcular la variación de energía interna. |
Trabajo
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El trabajo es una de las formas en las que los cuerpos pueden transmitir su energía a otros cuerpos. Es por tanto una energía en tránsito, es decir una energía que "está viajando" de un cuerpo a otro.
La forma de transmitir la energía a través del trabajo es mediante la aplicación de fuerzas de un cuerpo sobre otro. Para que haya trabajo, estas fuerzas deben provocar: un desplazamiento del cuerpo (cambio de posición) o un cambio de volumen (que ocupe más o menos). |
Calor
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El calor es otra de las formas en las que los cuerpos pueden transmitir su energía a otros cuerpos. También se trata de una energía en tránsito, es decir una energía que "está viajando" de un cuerpo a otro.
La forma de transmitir la energía a través del calor es mediante la existencia de una diferencia de temperatura y que ambos cuerpos deben de estar en contacto térmico. El calor transmitido de un cuerpo a otro puede causarle diferentes tipos de efectos: cambio de temperatura, de estado, de dimensiones, etc. |