Energía Mecánica

¿Qué es la energía mecánica?

La energía mecánica es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo mecánico a través de su movimiento, velocidad, masa, gravedad o composición interna. Es el resultado de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo o sistema físico.

La suma de energía cinética y potencial representa la energía mecánica de un cuerpo y le otorgan la capacidad de realizar un determinado trabajo e influir en su estado de movimiento o reposo. Cuando hablamos de energía cinética (Ec) nos referimos a aquella que puede generarse mediante el movimiento, masa o velocidad del cuerpo. Mientras que, la energía potencial (Ep) se genera a través de las fuerzas elásticas o gravitatorias que dependen de la masa, posición y estructura de los cuerpos.

En general, la energía obedece a un principio de conservación “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. En el caso de la energía mecánica, esta permanece a un nivel constante, siempre que las fuerzas que actúen sobre el cuerpo sean conservadoras o no hagan perder energía al sistema. El principio no se cumple si el cuerpo se ve afectado por fuerzas no conservativas que pueden ocasionar una pérdida parcial de la energía de un cuerpo en forma de calor.

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5 Ejemplos de energía mecánica

Veamos algunos ejemplos para entender mejor el concepto de la energía mecánica.

1. Motor de combustión interna. Es un motor térmico generalmente utilizado por los automóviles donde la energía química se convierte en energía mecánica. El proceso de conversión de una energía a otra ocurre a medida que se va quemando el combustible y finalmente la energía mecánica moviliza el objeto o vehículo.
2. Molinos de viento. Utilizan la energía cinética del viento para movilizar las aspas del molino, dando lugar a un trabajo mecánico: con este movimiento se produce fuerza, que antiguamente servía para realizar la trituración o molienda de los granos de trigo, y hoy en día se produce energía eléctrica, que se vierte a la red general. Esta es una de las fuentes de energía renovable más utilizadas en la actualidad.
3. Motor eléctrico. Se utiliza para convertir la corriente eléctrica en energía cinética. Este tipo de motores se pueden encontrar en los ventiladores, relojes, batidoras, licuadoras y otros electrodomésticos.
4. Planta hidroeléctrica. Aprovecha la energía mecánica del agua para hacer rotar las turbinas y los mecanismos sumergidos en el fondo del embalse para generar energía eléctrica que es utilizada en los hogares y las empresas. Esta es una fuente de energías limpias o renovables, ya que aunque se consuma, dado que la corriente de agua seguirá fluyendo, obtendremos nueva energía constantemente en el futuro.
5. Una pelota que cae. Si tenemos una pelota sobre una mesa o en nuestra mano y se encuentra en un estado de reposo, entonces tiene energía potencial pero su nivel de energía cinética es nulo. En cambio, si soltamos la pelota al suelo adquiere velocidad y pierde altura, por lo que disminuye su nivel de energía potencial y aumenta el nivel de energía cinética. En cualquier circunstancia, la carga de energía mecánica de la pelota permanece constante pero en distintas proporciones de energía cinética y potencial.

¿Cómo se produce?

La energía mecánica se produce por el trabajo que realiza un cuerpo o sistema y puede ser transferida o absorbida entre otros cuerpos. Resulta de la combinación del movimiento (energía cinética) de los cuerpos con diferentes fuerzas mecánicas (energía potencial) como elasticidad o gravitación.

En otras palabras se produce cuando se aplican fuerzas mecánicas a un cuerpo y puede liberarse en forma de energía cinética cuando el cuerpo se encuentra en movimiento o en forma de energía potencial cuando el cuerpo está en reposo y retiene toda la carga energética.

Fórmula de la energía mecánica

La fórmula de la energía mecánica establece que ésta es igual a la energía potencial más la energía cinética:

Em= Ep + Ec

Dónde:

• Em: Energía mecánica.
• Ep: Energía potencial.
• Ec: Energía cinética.

Tipos de energía mecánica

Los tres tipos de energía mecánica que existen son:

1. Energía Eólica. Es aquella que se obtiene a partir de las corrientes del viento.
2. Energía hidráulica. Se adquiere de la energía potencial que resulta de una caída de agua.
3. Energía Mareomotriz. Se obtiene de las mareas, corrientes y olas del mar.

Todos los tipos de energía mecánica pueden convertirse en energía eléctrica, para que fluyan por la red de corriente en los diferentes circuitos de un territorio y que pueda ser utilizada en los hogares, las empresas y la sociedad en general.

Energía cinética,  mecánica y potencial

La energía cinética es aquella que se produce cuando un cuerpo o sistema se encuentra en movimiento.Se relaciona con la velocidad, masa y desplazamiento del objeto cuando se mueve como consecuencia de un tipo de energía aplicado sobre él, por ejemplo una bola de bolos rodando.

La energía potencial se almacena dentro de un cuerpo o sistema según sea su capacidad, condición o posición dentro de un campo gravitatorio, elástico o eléctrico.

La energía mecánica es la capacidad que tiene un objeto para realizar un trabajo mecánico a través de un movimiento. Por tanto, es la combinación de la energía cinética y potencial de un cuerpo o sistema.

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Bibliografía

• Burbano, S. Burbano, E. y García, C. Física General. España: Editorial Tébar S.L.
• Young, H. y Freedman, R. (2009). Física Universitaria de Sears- Zemansky. México: Pearson.