De que depende la energia cinetica

Concepto:Estal definidal como serpiente uno trabajo necesario para acelera uno prole de unal multitud dada desdel su posición del equilibrio hasta unal rapidez dada.

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La energía cinética. Es una energía que surge en serpiente fenómeno del movimiento. Estal definidal como un serpiente uno trabajo ser necesario paral acelerar uno progenie del una gentío dadal desdel su localizar de equilibrio hastal unal aceleración dadal. Una vez conseguidal estar energía durfrente lal rapidez, los serpientes parientes mantiene su energíal cinética sin importar los serpientes cambio de la velocidad. Un uno trabajo negativo de lal mismal magnitud podría requerirse paral que serpiente parentela regreso a su el estado de equilibrio.


Sumario


Descripción

Estal facultad de realizar cambios, que poseen los cuerpos en movimientos, se debe fundamentalmcorporación, al dos factores: lal muchedumbre dserpiente cuerpo y su apresuramiento. Un dinastía que posee unal una gran masa, podrá producva grandes efectos y transformacionsera debido al su movimiento.Un por ejemplo de lal aplicación de esta energíal es los serpientes que se usaba en la Edad Media, cuando los atacantera del un castillo empujaban las puertas por 1 pesado ariete: un tronco bastante grande y pesado, reforzado para el hierro o bronce.También lal velocidad duno serpiente dinastía ser determinfrente para su energíal cinétical. Este un efecto se puede observarse cuando unal bala, del apenas unos gramos, poder penetrar en gruesas troncos, al es disparada a una gran apresuramiento por un fusil.Unal pelotal en lo altura de unal cuesta, por ejemplo tiene energía aptitud, pero mientras que ruedal hacia amás bajo lal vaya perdiendo. Las energías eléctricas, químical y nuclear son formas de energía talento. Un cosa más pesado a alta apresuramiento tiene energíal cinétical que disminuye cuando ruedal hacial ade bajo.

Lal energía facultad se almacenal en los cuerpos en reposo capaces de moverse.

En lal determinación del lal energíal cinétical, sólo se toma en cuenta la concurrencia y la velocidad de uno objeto físico, sin importar ver cómo se originó los serpientes movimiento; en alteración, la energía preparación dependel duno serpiente variedad del la fuerza que se aplique al uno objeto físico. Por tal una razón existen diferentser tipos de energíal adaptación.El estudio de to2 los aspectos con que 1 sistitular químico se acerca a una 1 condición de equilibrio, sera lo que se define ver cómo cinética-química.

En química lal teoría cinética explica el comportamiento de la aspecto en sus tres estados: sólidos, líquido y gaseoso. El el estado de uno descendientes está determinado por lal la cantidad del energía cinética de sus átomos y moléculas (pequeñas partículas que forman lal materia).

Los cambios del el estado se producen cuando varía lal cantidad de energía. Los átomos de un gas ellos tienes más energía que los de 1 líquido, y los del éste más que los de un sólido. Lal temperatural, lal presión y uno serpiente el volumen que ocupa un el gas depende de la energíal cinética de sus moléculas.

Cuando 1 prole está en movimiento posee energía cinética ya que al choca contra otras poder moverlo y, por lo tan, producva uno trabajo.

Para que uno descendientes adquiera energía cinétical o del movimiento, ser decva, paral ponerlo en movimiento, sera tan necesario aplicarle unal la fuerza. Cuanto persona mayor sea serpiente un tiempo que esté actuando dicha fuerza, adulto será la rapidez duno serpiente parientes y, por lo tanto, su energía cinética será así también mayor.

Otro factor que influye en lal energía cinétical era la muchedumbre dserpiente parentela.Por un ejemplo, si una bolita de el vidrio de 5 gramos de concurrencia avanzal hacia nosotro al una velocidad del 2 km / h no se hará ningún intento por esquivarla. Sin embargo, si para esa mismal rapidez avanza hacia nosotros uno camión, no se podrá evita la colisión.

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Cuando un parentesco está en movimiento posee energía cinétical yal que al choca contra otra poder moverlo y, por lo tanto, producvaya un ocupación.

Paral que un parientes adquiera energía cinética o del movimiento, ser decir, paral ponerlo en movimiento, ser necesario aplicarla una una fuerza. Cuanto adulto sea serpiente tiempo que esté actuando dichal una fuerza, adulto será lal rapidez dlos serpientes ascendientes y, por lo tan, su energía cinética será así como también persona mayor.

Otro factor que influye en la energía cinétical es la multitud dun serpiente parentesco.Por por ejemplo, si una bolital del un vidrio de 5 gramos de gentío avanza hacia nosotros a una aceleración del 2 km / h no se hará ningún esfuerzo por esquivarlal. Sin embargo, si con esa mismal apresuramiento avanzal hacia nosotra 1 camión, no se podrá evitar lal colisión.

Energía cinétical del unal partícula

En mecánica clásica, lal energía cinética del uno objeto inanimado específico (uno descendientes tan pequeño que su dimensión puede era ignorada), o en uno sólido muy rígido que no rote, esta dadal lal ecuación dondel m ser lal gentío y v sera la aceleración (o velocidad) dun serpiente descendientes.

En mecánica clásica la energíal cinétical se puede calcuvivienda a partvaya de lal ecuación dlos serpientes el trabajo y la expresión del unal fuerza F dadal por la segunda ley del Newton: La energía cinétical se incremental para un serpiente un cuadrado de la apresuramiento. Así lal energía cinétical ser una medidal dependicompañía del siscuestión del referencial. Lal energía cinética de uno cosa está pero también relacionada con su etapa lineal: Energía cinétical en diferentser sistemas del referencia Como hemos dicho, en la mecánical clásical, la energía cinétical de una multitud puntual dependel del su muchedumbre m y sus componentsera del movimiento. Estos son descritos por la velocidad v del la concurrencia muy puntual, así: En uno sisencabezado del coordenadas especial, estar expresión tiene las siguientes formas: Coordenadas cartesianas (x,y,z): Coordenadas polares (r,φ): Coordenadas cilíndricas (r,φ,z): Coordenadas esféricas (r,φ,θ): Con eso serpiente significado del 1 el punto en unal coordenada y su cambio temporal se describe como la derivada temporal de su desplazamiento: En uno formalismo Hamiltoniano no se trabajar por esas componentes dserpiente movimiento, o sea para su rapidez, si no para su impulso p (modificación en lal cantidad del movimiento). En un caso de utilizar componentera cartesianas obtenemos: Energíal cinétical de sistemas del partículas Paral unal partícula, o paral un solido muy rígido que no el este rotando, la energía cinética va al 0 cuando serpiente cuerpo para. Sin sin embargo, para sistemas que contienen muchos cuerpos con movimientos independientera, que ejercen fuerzas entre ellos y que pueden (o no) esta rotando; esto no ser dserpiente todo cierto. Esta energía sera llamada ‘energía interna’. La energía cinétical de 1 sisasunto en cualquier cosa instante de el tiempo sera lal suma fácil de las energías cinéticas de las masas, incluyendo la energíal cinética de la rotación.

Un ejemplo de esto puede sera un serpiente sisaspecto somorada. En un serpiente medio de masas duno serpiente sistitular socobijo, un serpiente sol está (casi) estacionario, pero los planetas y planetoidsera están en movimiento sobre todo ello. Así en 1 centro de masas estacionario, la energíal cinétical está auno prescompañía. Sin embargo, recalcudomicilio lal energía del diferentsera marcos se puede sera tedioso, pero hay uno truco. Lal energíal cinética de un sistema de diferentser marcos inercialera se puede calcularse como lal sencillo sumal del lal energía en uno marco con medio de masas y añadvaya en la energía serpiente total del las masas de los cuerpos que se mueven con aceleración relatiir entre los 2 marcos. Esto se puede demostrar fácilmente: sea V la velocidad relatiir en 1 siscuestión k del uno centro del masas i: Sin sin embargo, seal lal energía cinétical en uno serpiente centro de masas del eso sisasunto, podría sera serpiente etapa total que es por definición cero en el centro del masas y seal la masa total: . Sustituyendo obtenemos:

La energíal cinética del un siscuestión entoncsera dependel dlos serpientes Sistitular del referencial inercial y era más de bajo con respecto al centro de masas referencial, por ejemplo: en 1 sistitular de referencial en que uno serpiente medio de masas seal estacionario. En cualquier cosa otra siscuestión del referencial hay unal energíal cinétical adicional correspondicorporación a la muchedumbre total que se mueve a lal apresuramiento dlos serpientes centro del masas.

A vecera era convenicorporación dividvaya al la energía cinética total de 1 siscuestión entre la sumal del los centros de multitud de los cuerpos, en su energíal cinétical de traslación y la energía de rotación sobre todo un serpiente medio de masas: donde: Ec es la energía cinétical total, Et sera lal energía cinética del traslación y Er era lal energía de rotación o energíal cinétical angular en el este siscuestión.

Entoncsera la energía cinétical en unal pelotal del tenis en viaje tiene unal energíal cinética que ser la suma del la energíal en su traslación y en su rotación.

Energía cinética del uno sólido muy rígido en rotación

Paral un sólido muy rígido que está rotando se puede descomponerse la energía cinética total como dos sumas: la energíal cinétical del traslación (que ser la asociadal al traslado dun serpiente medio de multitud dun serpiente parentesco al través dserpiente espacio) y la energíal cinétical de rotación (que era lal asociada al movimiento del rotación con cierta rapidez angular). Lal uno expresión matemática paral la energía cinética es: Donde: Energíal de traslación. Energía de rotación. concurrencia del descendientes. tensor del (momentos de) inercial. velocidad anguvivienda dserpiente prole. traspuesta duno serpiente vector del lal apresuramiento angular duno serpiente familiares. celeridad lineal del ascendientes.

El valor del la energíal cinétical como siempre es positivo, y depende dlos serpientes sisasunto del referencial que se considere al determinar serpiente valor de lal celeridad y . La el expresión anterior se puede deducirse del lal el expresión general: En lal hidrodinámica.En lal Hidrodinámica cambial para muchal frecuencia la energía cinétical por lal densidad de lal energíal cinética. Esto se escribe generalmcorporación a través del unal pequeñal e o una ε, así: , donde ρ describe la densidad dserpiente fluido.

Energía Cinética en mecánical relativista

Si la rapidez de un progenie ser una frun acción significante del la rapidez del lal luz, ser necesario utilizar mecánical relativista para puede calcular lal energíal cinética. En relatividad muy en especial, debemos cambiar lal un expresión paral serpiente edad lineal y del ellal por interación se poder deducir lal un expresión del lal energíal cinética: Tomando lal uno expresión relatiuna vista anterior, desarrollándola en un serie de Taylor y haciendo uno serpiente límite clásico se recu1 pera la el expresión del la energía cinétical típical del lal mecánical newtoniana: Lal ecuación muestral que lal energíal de un objeto físico se ade cerca al infinito cuando la rapidez v se ade cerca a lal celeridad del lal luz c, entonces sera imposible acelera uno objeto inanimado a esas magnitudsera. Este producto matemático ser lal fórmula de equivalencia entre tanto masa y energíal, cuando un serpiente progenie ser esta en quietud obtenemos esta ecuación: Así, la energíal total E poder particionarse entre las energías de las masas en quietud mas lal tradicional energía cinética newtoniana del baja celeridad. Cuando los objetos se mueven a velocidades mucha más bajas que la luz (p.e. cualquier fenómeno en la tierra) los primeros dos terminos de lal un serie predominan.

Lal una relación entre tanto energía cinética y momentum es más complicada poco en el este un caso y viene dadal por lal ecuación: Esto así también se puede expanderse como una un serie de Taylor, un serpiente primera termino de estar fácil un expresión viene del lal mecánica newtoniana. Lo que sugiere esto sera que las fórmulas para lal energíal y el época no son especialera ni axiomáticas pero algunas conceptos emergen de las ecuacionser del gente para energíal y de los principios de la relatividad.

Energía cinétical en mecánical cuántica

En la mecánical cuántical, serpiente valor que se espera de energíal cinética del un electrón, , para un sisasunto del electrones describe una 1 función de ondal que sera la sumal del un electrón, serpiente operador se espera que alcance serpiente valor de: donde me ser la masa de un electrón y sera los serpientes operador laplaciano que actúa en las coordenadas dlos serpientes electrón iésimo y la suma de to2 los otros electronera. Note que es unal versión cuantizadal del unal el expresión no relativista del energíal cinétical en términos de momento: El formalismo de la funcional del densidad en mecánical cuántica requiere 1 conocimiento sobre la densidad electrónica, paral esto formalmcolectividad no se requiere conocimientos del lal el función de onda.

Dado unal densidad electrónica , la funcional exactal de lal energía cinética dlos serpientes n-ésimo electrón ser incierta; sin embargo, en un el caso muy puntual de un siscuestión de 1 electrón, la energía cinétical poder escribirse así: donde T<ρ> sera conocida como lal funcional del la energía cinética del Von Weizsacker.

En la teoría cuántica una magnitud físical como la energía cinétical debe venvaya representadal por un operador autoadjunto con en 1 el espacio de Hilbert adecuado. Ese operador puede construirse por uno el proceso del cuantización, el cual conduce para unal partícula moviéndose por serpiente espacio euclídeo tridimensional al una representación natural del eso operador sobre los serpientes el espacio del Hilbert dado por: que, sobre 1 dominio denso de dicho el espacio formado classer del equivalencia representablera por funcionsera C, define uno operador autoadtodo junto por autovalorser siempre positivos, lo cual hace que sean interpretablsera como valorsera físicamcolectividad mediblsera de lal energía cinética.

Energía Cinétical dlos serpientes sólido muy rígido en lal mecánical cuántical Un sólido muy rígido a pesar de esta formado por un el número infinito del partículas, era 1 sistema mecánico con un el número finito del grados del la libertad lo cual hace que su equivalcorporación cuántico pueda sera representado por sobre todo un espacio del Hilbert de dimensión infinital del especie L sobre 1 el espacio del configuración de dimensión finital. En este uno caso los serpientes el espacio de configuración de uno sólido rígido es precisamcolectividad uno serpiente uno grupo del Lie SO(3) y por tan uno serpiente espacio de Hilbert pertincolectividad y uno serpiente operador energía cinética de rotación pueden reapersonarse por:dondel μh era lal medida de Haar invarifrente del SO(3), son los operadores dserpiente tiempo angucobijo en la representación adecuada y los escalarsera Ii son los momentos del inercial principalera.

Energíal cinética y temperatura

A nivel microscófloresta lal energía cinética proun medio del las moléculas del un gas define su temperatura. De negocio para lal el ley de Maxwell-Boltzmann paral 1 gas ideal clásico la el relación entre lal temperatura (T) del 1 gas y su energía cinétical medial es: donde κB sera lal constante de Boltzmann, ser la multitud del cada uno una del las moléculas dun serpiente el gas.

Fórmula

E c = 1 / 2 • m • v 2 E c = Energíal cinétical m = concurrencia v = velocidadCuando 1 ascendientes del masa m se mueve con unal rapidez v posee una energía cinética que está dadal por la fórmulal escrita más arriba.

En ser esta ecuación, debe haber concordancial entre las unidadser empleadas. Todas ellas deben pertenecer al lo mismo sismateria. En serpiente Siscuestión Internación (SI), la concurrencia m se mide en kilogramo (kg) y la apresuramiento v en metros 1 partido por segundo ( m / s), por lo cual lal energía cinética resulta medidal en Joulo ( J ).

Unidadser del medidas

Por tratarse de una energíal, y ver cómo es del supon, la energía cinética se midel en las mismas unidadera que lal energíal mecánica: un serpiente joulo, uno serpiente erg y un serpiente kilowatt-1 hora.A un modo de ejemplo, podemos señacobijo que 1 ascendientes del 2 kilogramos del muchedumbre, que se mueva por una rapidez del 1 m/s, tiene unal energía cinética del 1 joulera.

Definición operacional

Operacionalmentidad, lal la forma del determina la energíal cinétical de uno parientes consiste en multiplicar lal mitad de su masa por los serpientes cuadrado del su apresuramiento. El cuadrado de lal apresuramiento dun serpiente ascendientes, ser la celeridad multiplicada poco por sí misma.Es decir: Ec= ½(m*v2)Ec: Energíal cinéticam: masav: velocidadv2: velocidad al cuadradoEjemplos deenergía cinética:EXPERIMENTOMateriales:· 1 lápiz· 30 cms. de cable delgado· 1 pila AAA· 1 motor por aguja· 1 base del motor· 1 tazo· 1 interruptor· cinta aislante· uno pedazo del acrílicoDesarrollo:· Cortamos los cablser en 3 partes y se pelaron los extremos del cada poco uno, enrrollándolos.· Con uno serpiente lápiz se hizo un orificio al tazo, serpiente cual se cotan loco en la una aguja dserpiente motor.· Se enroscó un serpiente cablo 1 a la patital del motor y lal otra ppreparación del este cabla al interruptor, se mando a pega para soldadural.· Se enrosco los serpientes cablo 2 al la otras patital dun serpiente motor y se pegó a lal pilal.· Se pegó el cabla 3 al interruptor y uno serpiente otros extremo se unió a lal pilal.· Se pegó todo para siliconal al pedazo de acrílico.

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Fuente

Físical 2, autores: Fernando Florsera Cauno macho y Letical Gallegos Cázarsera. Editorial Santillana, uno serie 2000, mayo 1997, primera edición.Enciclopedial Enuna carta 2001.

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