Fuerza con desplazamiento → trabajo; trabajo por tiempo → potencia
★ Imprescindible
📐 Fórmula — El trabajo realizado por una fuerza se calcula mediante , donde α es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento.
📌 Para α = 0°, el trabajo es máximo y positivo; para 0° < α < 90°, es trabajo motor y positivo; para α = 90°, es nulo; y para 90° < α < 180°, es trabajo resistente y negativo.
Complementos
Trabajo motor positivo frente a trabajo resistente negativo
★ Imprescindible
📐 Fórmula — La potencia se calcula mediante y, cuando la fuerza actúa en la misma dirección que el desplazamiento, mediante .
Complementos
Movimiento: energía cinética; altura: energía potencial
★ Imprescindible
📌 Si sobre un cuerpo solo actúan fuerzas conservativas, su energía mecánica permanece constante: la energía potencial perdida se transforma en energía cinética ganada.
Complementos
📐 Fórmula — En una caída sin rozamiento, la velocidad alcanzada tras descender una altura h se calcula mediante .
Potencial → cinética, mientras la energía mecánica permanece constante
★ Imprescindible
📌 La temperatura manifiesta el estado térmico de un cuerpo, mientras que la energía térmica total depende también de la cantidad de materia.
📐 Fórmula — La energía liberada por una pérdida de masa se calcula mediante la expresión de Einstein , donde c = 3·10⁸ m/s es la velocidad de la luz.
Complementos
El calor se transfiere por conducción en sólidos, por convección en fluidos y por radiación mediante ondas electromagnéticas.
La energía química procede de los enlaces entre los átomos de las moléculas, la energía eléctrica procede del movimiento de cargas y la energía sonora corresponde a vibraciones que se propagan por un medio.
★ Imprescindible
📌 La energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma o se transfiere entre cuerpos.
Complementos
Algunas transformaciones energéticas son: mecánica en eléctrica mediante generadores, química en eléctrica mediante pilas, eléctrica en mecánica mediante motores, radiante en térmica mediante captadores solares, sonora en eléctrica mediante micrófonos
El rendimiento de una central térmica convencional suele situarse entre el 35 % y el 45 %, y su potencia media puede estar entre 400 y 800 MW.
Química → térmica → mecánica → eléctrica
★ Imprescindible
📌 La energía consumida se reparte entre energía útil y energía perdida, de modo que .
📐 Fórmula — El rendimiento porcentual se calcula mediante y siempre es inferior al 100 % porque existen pérdidas.
Complementos
📐 Fórmula — Cuando se comparan potencias, el rendimiento se calcula mediante .
Energía de entrada frente a energía útil y pérdidas
Tipos de energía
| Tipo | Causa o soporte | Ejemplo |
|---|---|---|
| Cinética | Movimiento | Cuerpo que se desplaza |
| Potencial gravitatoria | Posición y altura | Agua almacenada en un embalse |
| Térmica | Movimiento molecular | Cuerpo caliente |
| Química | Enlaces entre átomos | Combustible o pila |
| Nuclear | Unión de partículas del núcleo | Fisión o fusión |
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1. ¿Qué es el calor en una interacción entre dos cuerpos?
2. Un cuerpo posee energía cinética y energía potencial. ¿Cómo se obtiene su energía mecánica?
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¿Qué es la energía en física?
La capacidad de los cuerpos para realizar trabajo y producir cambios.
¿Cómo se define el trabajo en física?
El producto del componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento por el desplazamiento.
¿Qué es la potencia en física?
El trabajo realizado por unidad de tiempo.
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