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Existen dos formas de energía: la energía potencial y la cinética. La energía potencial es la energía que tiene un objeto en relación a la posición de otro objeto.[1] Por ejemplo, si estás en la cima de una colina, tendrías más energía potencial que si estuvieras al pie de la misma. La energía cinética es la energía que tiene un objeto cuando está en movimiento.[2] La energía cinética puede deberse a la vibración, a la rotación o a la traslación (movimiento desde un lugar hacia otro).[3] Puedes determinar fácilmente la energía cinética de cualquier objeto con una ecuación, usando la masa y la velocidad de ese objeto.
Pasos
Parte 1
Parte 1 de 3:Comprender los aspectos básicos de la energía cinética
Parte 1
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1Aprende la fórmula para calcular energía cinética. La fórmula para calcular energía cinética (Ec) es Ec = 0,5 x mv2. Aquí la m significa "masa", es decir, la medida de cuánta materia compone al objeto en cuestión y v significa "velocidad", que es la razón de cambio de posición de un objeto.[4]
- La respuesta siempre debe expresarse en julios (J), que es la unidad estándar para la medición de energía cinética. Equivale a 1 kg * m2/s2.
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2Determina la masa del objeto. Si vas a resolver un problema para el cual no te han proporcionado la masa, tendrás que calcularla tú mismo. Puedes hacerlo pesando el objeto en una balanza y obteniendo su masa en kilogramos (kg).
- Tara la balanza. Antes de pesar tu objeto, debes ponerla en cero. El proceso de poner la balanza en cero, se conoce como "tarar" la balanza.[5]
- Coloca tu objeto sobre la balanza. Coloca cuidadosamente el objeto sobre la balanza y registra su masa en kilogramos.
- Si es necesario, convierte los gramos en kilogramos. Para hacer el cálculo final, la masa debe estar expresada en kilogramos.
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3Calcula la velocidad del objeto. A menudo te proporcionan la velocidad del objeto en el mismo problema. Si no es así, puedes determinar la velocidad usando la distancia que recorre un objeto y el tiempo que tarda en cubrir esa distancia. La unidad para medir distancia es metros por segundo (m/s).[6] The units for velocity are meters per second (m/s).
- La velocidad se define por la ecuación "desplazamiento dividido por el tiempo": v = d/t. La velocidad es una cantidad vectorial, lo cual significa que tiene una magnitud y un vector de dirección. La magnitud es el valor numérico que cuantifica la velocidad, mientras que la dirección se refiere a la dirección hacia la cual se orienta la velocidad.
- Por ejemplo, la velocidad de un objeto puede ser de 80 m/s o -80 m/s dependiendo de la dirección en la que viaje.
- Para calcular la velocidad, simplemente divide la distancia que recorrió el objeto por el tiempo que tardó en recorrer esa distancia.
Parte 2
Parte 2 de 3:Calcular la energía cinética
Parte 2
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1Escribe la ecuación. La fórmula para calcular la energía cinética (Ec) es Ec = 0,5 x mv2. Aquí m representa la "masa", es decir, la medida de cuánta materia compone al objeto en cuestión y v representa la "velocidad", que es la razón de cambio de posición de un objeto.[7]
- La respuesta siempre debe expresarse en julios (J), que es la unidad estándar para la medición de energía cinética. Equivale a 1 kg * m2/s2.
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2Reemplaza los valores de masa y velocidad en la ecuación. Si no sabes cuál es la masa o la velocidad del objeto, tendrás que calcularla. Pero supón que conoces ambas cantidades y que vas a trabajar en resolver el siguiente problema: Determina la energía cinética de una mujer de 55 kg que está corriendo a una velocidad de 3,87 m/s. Como ya conoces la masa y la velocidad de la mujer, puedes reemplazar los valores en la ecuación de la siguiente manera:[8]
- Ec = 0,5 x mv2
- Ec = 0,5 x 55 x (3,87)2
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3Resuelve la ecuación. Una vez que hayas reemplazado las variables de masa y velocidad, puedes resolver la ecuación y obtener la energía cinética (Ec). Eleva la velocidad al cuadrado y multiplica todas las variables. Recuerda expresar la respuesta en julios (J).[9]
- Ec = 0,5 x 55 x (3,87)2
- Ec = 0,5 x 55 x 14,97
- Ec = 411,675 J
Parte 3
Parte 3 de 3:Usar la energía cinética para encontrar la velocidad o la masa
Parte 3
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1Escribe la ecuación. La fórmula para calcular la energía cinética (Ec) es Ec = 0,5 x mv2. Aquí m representa la "masa", es decir, la medida de cuánta materia compone al objeto en cuestión y v representa la "velocidad", que es la razón de cambio de posición de un objeto.[10]
- La respuesta siempre debe expresarse en julios (J), que es la unidad estándar para la medición de energía cinética. Equivale a 1 kg * m2/s2.
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2Reemplaza los valores de masa y velocidad en la ecuación. En algunos problemas, es posible que sepas cuál es la energía cinética y la masa, o la energía cinética y la velocidad. El primer paso para resolver este problema es reemplazar en la fórmula todas las variables conocidas.
- Ejemplo 1: ¿Cuál es la velocidad de un objeto que tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
- Ec = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Ejemplo 2: ¿Cuál es la masa de un objeto que tiene una energía cinética de 100 J y una velocidad de 5 m/s?
- Ec = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Ejemplo 1: ¿Cuál es la velocidad de un objeto que tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
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3Reordena la ecuación para resolver la variable desconocida. Utilizando pasos algebraicos puedes calcular el valor de la variable desconocida reordenando todas las variables conocidas de modo que queden de un solo lado de la ecuación.
- Ejemplo 1: ¿Cuál es la velocidad de un objeto que tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
- Ec= 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Multiplica la masa por 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Divide la energía cinética por el producto: 500/15 = 33,33
- Calcula la raíz cuadrada para hallar la velocidad: 5,77 m/s
- Ejemplo 2: ¿Cuál es la masa de un objeto que tiene una energía cinética de 100 J y una velocidad de 5 m/s?
- Ec = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Eleva la velocidad al cuadrado: 52 = 25
- Multiplica por 0,5: 0,5 x 25 = 12,5
- Divide la energía cinética por el producto: 100/12,5 = 8 kg
- Ejemplo 1: ¿Cuál es la velocidad de un objeto que tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
Referencias
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/Lesson-1/Kinetic-Energy
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.harpercollege.edu/tm-ps/chm/100/dgodambe/thedisk/labtech/mass.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-1/Speed-and-Velocity
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
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