ENERGÍA EN EJERCICIOS FISICOS

 LA ENERGÍA 

LA ENERGÍA A TRAVÉS DE LA HISTORIA

Durante miles de años la única energía que los seres humanos podíamos utilizar era la de nuestros músculos. La energía del Sol proporcionaba luz y calor, pero una vez llegaba la noche, nuestros antepasados buscaban refugio y calor humano para poder superar el frío y la oscuridad. Hace unos 500.000 años, no sabemos muy bien cómo, los humanos empezaron a controlar una primera fuente de energía: el fuego, a partir de la combustión de la biomasa. 

La vida cambió de repente para que el fuego proporcionaba calor y protección contra los depredadores. Además, poco a poco, se fueron encontrando otras utilidades: cocinar alimentos, endurecer las herramientas, secar las pieles, etc. La vida se hizo un poco más fácil. Con el paso de los milenios el ingenio humano permitió crear herramientas e instrumentos que incrementaban el rendimiento de la energía física: la palanca, el arco, el martillo o el rodillo. 

Pero hace unos 10.000 años un nuevo paso adelante hizo aumentar más la productividad: la domesticación de los animales, que permitía trabajar más y más rápido aprovechando su energía física, a la que pronto se aplicaron herramientas y máquinas cada vez más complejas que en multiplicaban la eficacia, como el arado o la noria. 

Durante los siguientes diez siglos pocos cambios tecnológicos más se dieron, y, para la mayoría de la población, la madera y el carbón vegetal siguieron siendo las principales fuentes de energía. El gran cambio se dio a finales del siglo XVIII, con la aplicación de la máquina de vapor, que es cuando se entra de lleno en la era industrial y empieza nuestra dependencia de los combustibles fósiles. 

El crecimiento de la demanda de electricidad y el uso de los combustibles fósiles para mover los medios de transporte no ha parado de crecer exponencialmente hasta el siglo XXI. Por el camino se han aplicado otras formas de energía tanto o más peligrosas que los combustibles fósiles, como la energía nuclear, pero también se han ido desarrollando progresivamente las llamadas energías renovables y sostenibles: el viento, el agua, el sol , la biomasa y la geotérmica.

CONCEPTO:

La energía se define como la capacidadde realizar trabajo, de producir movimiento, de generar cambio. Es inherente a todos los sistemas físicos, y la vida en todas sus formas, se basa en la conversión, uso, almacenamiento y transferencia de energía.

Puede presentarse como energía potencial o como energía cinética, siendo estas dos formas interconvertíbles, es decir, la energía potencial liberada se convierte en energía cinética, y ésta cuando se acumula se transforma en energía potencial. La energía no puede ser creada ni destruida, sólo transformada de una forma en otra.

ENERGÍA CINÉTICA:

La energía cinética es aquella energía que posee un cuerpo o sistema debido a su movimiento.

La física la define como la cantidad de trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo con una masa determinada, necesario para acelerarlo desde una velocidad inicial hasta otra velocidad final.

Formula:

Ejemplos de energía cinética

• Arrojar una pelota por el aire
• Un vagón de montaña rusa.

ENERGÍA POTENCIAL:

La energía potencial es un tipo de energía mecánica que está asociada con la relación entre un cuerpo y un campo o sistema de fuerzas externo (si el objeto está ubicado en el campo) o interno (si el campo está dentro del objeto). Se trata de energía en potencia, es decir, que puede ser transformada inmediatamente en otras formas de energía, como la cinética, por ejemplo.

CLASIFICACIÓN:

• Energía potencial gravitatoria: La energía potencial gravitatoria se define como la energía que posee un cuerpo masivo al estar inmerso en un campo gravitatorio. Por ejemplo, un vagón de una montaña rusa posee una energía potencial máxima en su posición de más alta debido a estar inmerso en el campo gravitatorio de la Tierra.

• Energía potencial elástica: La energía potencial elástica tiene que ver con la propiedad de la elasticidad de la materia, que es la tendencia a recuperar su forma original luego de haber sido sometida a fuerzas deformantes superiores a su resistencia. Un ejemplo de energía elástica es la que posee un resorte que se estira o contrae por efecto de una fuerza externa y retoma su posición original una vez que esa fuerza deja de aplicarse

• Energía potencial química: La energía potencial química es la energía almacenada en los enlaces químicos de los átomos y moléculas. Un ejemplo es la glucosa en nuestro cuerpo, que almacena energía potencial química que nuestro cuerpo transforma en energía calórica para mantener la temperatura corporal.

• Energía potencial electrostática: En la electricidad también aplica el concepto de energía potencial, que puede ser convertida en otras formas de energía, como la cinética, térmica o lumínica, dada la enorme versatilidad del electromagnetismo.

ENERGÍA TÉRMICA:

La energía térmica o la energía calorífica es la parte de la energía interna de un sistema termodinámico en equilibrio que es proporcional a su temperatura absoluta. 

La energía térmica está íntimamente ligado a el calor y la temperatura. El calor es la medida de la energía térmica, o sea, mientras más es el calor que puede emanar un cuerpo significa que tiene una mayor capacidad de energía térmica.

Q = m (Tf – Ti)

La energía térmica o calórica puede transmitirse de un medio a otro o de un cuerpo a otro de tres maneras específicas:

• Transmisión de calor por radiación.
• Transmisión de calor por conducción
• Transmisión de calor por convección.

Ejemplos: Hervir el agua, el Sol, los hornos de cocción, el cuerpo humano y un motor en funcionamiento.

ENERGÍA ELÉCTRICA:

La energía eléctrica es una forma de energía que se deriva de la existencia en la materia de cargas eléctricas positivas y negativas que se neutralizan. 

La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

Esta energía produce, fundamentalmente, tres efectos: luminoso, térmico y magnético. 

Tipos de energía eléctrica

• Estática
• Dinámica
• Electromagnética

Ejemplos: Los relámpagos, la iluminación urbana, las baterías recargables, la activación de un electrodoméstico.

ENERGÍA RADIANTE:

La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de ningún soporte material.

También se conoce como energía electromagnética.

Tipos de energía radiante

• Los rayos ultravioleta
• Los rayos X

ENERGÍA QUÍMICA:

La energía química es la energía contenida o que se produce a través de reacciones entre las moléculas de uno o más compuestos. Es la energía interna que posee un cuerpo o una sustancia en base a los tipos de uniones químicas que se producen entre sus componentes y a la cantidad de energía que puede liberarse a partir de reacciones entre ellos.

La energía química está siempre asociada a la materia y se manifiesta cuando se produce en ella una modificación en los enlaces químicos de los átomos y moléculas que la componen.

Las reacciones químicas se clasifican en exotérmicas y endotérmicas. 

• Una reacción exotérmica es aquélla que libera energía. 

• Una reacción endotérmica es aquélla que absorbe energía.

Ejemplo:

• Los combustibles fósiles.
• Los alimentos que ingerimos.
• La bioluminiscencia.

ENERGÍA NUCLEAR:

La energía nuclear es aquella que se genera mediante un proceso en el que se desintegran los átomos de un material denominado uranio. 

La energía que libera el uranio al desintegrarse sus átomos produce calor con el que se hierve el agua que se encuentra en los reactores nucleares. Al hervir, el agua genera vapor con el que se mueven las turbinas que se encuentran dentro de los reactores, consiguiendo así producir electricidad.

Ésta energía se puede obtener de dos formas:

• Fusión nuclear: En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. Así es como el sol produce energía.

• Fisión nuclear: En la fisión nuclear, los núcleos se separan para formar núcleos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad.

En estas reacciones se produce energía por la relación de equivalencia existente entre la masa y la energía: 

E = m c2

Ejemplo:

• Las centrales nucleares de energía.
• Los buques y submarinos con propulsión nuclear.
• La pila atómica.