Energía mecánica

Energía mecánica

La física mecánica estudia el movimiento y reposo de los cuerpos, y su transformación en el tiempo, por la acción de fuerzas.

¿Qué es la energía mecáncia?

La energía mecánica es la capacidad que posee un cuerpo de ejecutar un trabajo mecánico produciendo un movimiento.

Es la energía que revelan los cuerpos a causa de su movimiento; de su disposición en relación a otro objeto o de su estado de deformación.

Por lo tanto, se puede afirmar que la energía mecánica es la adición de la energía acumulada en un sistema –energía potencial-, la energía que aparece en el mismo movimiento -energía cinética- y la energía elástica de un objeto en movimiento.

La energía mecánica ligada al movimiento de un cuerpo es la energía cinética, que deriva de su masa y de su velocidad. Por el contrario, la energía mecánica de origen potencial se produce en las fuerzas conservativas, procede del trabajo realizado por éstas y resulta de su masa y de su posición.

Energía mecánica potencial y cinética

Al estudiar la energía mecánica, hay que considerar su origen cinético o potencial, la forma de movimiento implicado -de rotación o de traslación- y las fuerzas que originan esa energía mecánica. También hay que tener en cuenta el trabajo efectuado por la energía mecánica cuando actúan las fuerzas de fricción y la merma de energía mecánica ocasionada por éstas -con la producción de calor y al modificar la estructura de los cuerpos que rozan-.  Aquí surge la noción de energía interna.

Existen dispositivos que convierten la energía mecánica en otro tipo de energía; como los generadores eléctricos de las centrales productoras que modifican la energía mecánica en energía eléctrica. Los aerogeneradores transmutan la energía eólica en energía mecánica.

Fórmula: Cómo calcular la energía mecánica

En un cuerpo existen principalmente dos clases de energía que pueden intervenir en su estado de reposo o movimiento; la energía cinética y la potencial.

La energía mecánica de un objeto es la suma de la energía cinética Ec y energía potencial Ep que posee:

  • Em=Ec+Ep

Es importante señalar que la energía potencial puede ser gravitatoria y elástica.

Principio de Conservación de la Energía Mecánica

La energía mecánica se sostiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son conservativas.

El Principio de Conservación de la Energía determina que “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”. Este concepto se observa en una pelota colgada del techo que desciende sobre un elástico. La energía mecánica de la pelota es siempre la misma y en todo el proceso continuará constante.

Antes de caer, la energía mecánica de la pelota está integrada exclusivamente por energía potencial gravitatoria. Al caer y alcanzar una velocidad determinada, la energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética, permaneciendo invariable la energía mecánica. Finalmente, al golpear contra el muelle -elástico-, comienza a comprimirlo, causando que la energía mecánica se forme de energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.

Desde la antigüedad, el hombre ha usufructuado la energía mecánica en muy diversas aplicaciones. Los griegos crearon las poleas y los engranajes; los fenicios y romanos las máquinas de guerra.