La Energía como Movimiento y Campos
Alineada a HS-PS3-2, de los Estándares de Ciencias de Próxima Generación (NGSS).
Qué enseña esta lección
A gran escala, la energía se puede rastrear de dos maneras: como energía cinética de partículas en movimiento (movimiento y temperatura) o como energía potencial almacenada en campos (gravitacional, eléctrico, magnético o enlaces químicos). Un balance total de energía se mantiene mientras la energía cambia entre estas formas.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un libro de 2 kg sostenido a 1.5 m de altura almacena energía potencial gravitacional EP = mgh = 2 x 9.8 x 1.5 = 29.4 J en el campo Tierra-libro. Al soltarlo, esa energía del campo se convierte en energía cinética del libro que cae, así que llega moviéndose con 29.4 J de energía cinética (sin contar el aire).
Ejemplo 2
Duplica la altura y duplicas la energía almacenada; duplica la rapidez y cuadruplicas la energía cinética. Las dos no son simétricas.
Ejemplo 3
La energía potencial pertenece al sistema, no al objeto. El libro solo no tiene ninguna — la energía está en el par Tierra-libro.
Preguntas de práctica
- Clasifica cada caso como energía almacenada en un campo o energía de movimiento de partículas: una taza de café caliente, una liga estirada, una batería cargada.
- Calcula la energía potencial almacenada cuando una masa de 5 kg se eleva 3 m.
- Rastrea la energía de un péndulo que oscila durante una oscilación completa, nombrando dónde es energía de campo y dónde es energía de movimiento en cada punto.
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