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Unidad 9 - Energía I (30/01/2025) - Contenido educativo

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Subido el 30 de enero de 2025 por Paula M.

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Vale, empezamos con la unidad 9, la energía, que la vamos a tener dividida en tres partes, ¿vale? 00:00:01
Último tema que entra en la evaluación. 00:00:08
Bien, ¿qué es la energía? 00:00:11
Pues la energía es una magnitud, ¿vale? 00:00:13
Es una nueva magnitud que vamos a estudiar, que va a cuantificar la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en sí mismos y en su entorno, ¿vale? 00:00:16
Es decir, la energía cuantifica la capacidad que se va a tener para producir cambios, ¿vale? 00:00:28
Esos cambios pueden afectar al propio cuerpo o al entorno que le rodea. 00:00:35
Tenemos una nueva unidad para medir esta magnitud, esa unidad van a ser los julios. 00:00:41
No solo se utilizan los julios, ¿vale? para medir la energía. 00:00:49
Si nos fijamos coloquialmente, una cosa que empleamos mucho para medir la energía y que mucha gente está pendiente es a la hora de comer son las calorías, de hecho las kilocalorías. 00:00:53
Hay una equivalencia que tenemos que conocer y es que una caloría equivale a 4,18 Joules. 00:01:09
¿Vale? Cuando hablamos de cantidades muy grandes de energía, se emplean las kilocalorías o los kilojoules, que son una kilocaloría, son mil calorías, ¿vale? Se sigue empleando la misma escala. 00:01:16
Tipos de energía que existen, ¿vale? En función de quién produzca ese tipo de energía o el cambio que provoque, ¿vale? Podemos diferenciar seis tipos de energía. 00:01:32
La primera, que es la que más vamos a desarrollar en este tema, va a ser la energía mecánica. La energía mecánica va a ser la energía que está ligada a la posición o al movimiento de los cuerpos. 00:01:48
Ya desarrollaremos esto más para entenderlo. Y van a existir dos tipos de energía, la energía potencial y la energía cinética. 00:02:02
No he puesto más información porque lo veremos más adelante, ¿vale? Nos centraremos en detalle en cada una de ellas. Así que continuamos. 00:02:11
La energía térmica, ¿vale? Segundo tipo de energía. Va a ser la energía que se va a deber al movimiento que tienen los átomos o moléculas que componen un cuerpo, ¿vale? 00:02:21
¿Vale? La temperatura a la que se encuentra un cuerpo y su energía térmica, ¿vale? Son magnitudes directamente proporcionales, ¿vale? Recordamos la teoría molecular, ¿vale? Cuanta más temperatura tenemos significa que el movimiento de las partículas es mayor y como las partículas tienen mayor movimiento, por lo tanto, van a tener mayor energía térmica. 00:02:37
¿Vale? Energía química, ¿vale? Es la que está asociada a las reacciones químicas, ¿vale? 00:03:07
¿Qué ocurre en una reacción química? Recordamos, al inicio de una reacción tenemos una serie de átomos que están juntos de determinada forma. 00:03:26
Por ejemplo, si tenemos hidrógeno, está junto con un hidrógeno, ¿vale? Y además también tenemos un cloro que está unido a otro cloro, ¿vale? Cuando tiene lugar una reacción química, lo que ocurre es que estos enlaces se van a romper, ¿vale? 00:03:37
Para generar unos enlaces nuevos. En este caso, lo que se va a generar es que el hidrógeno con quien se va a juntar es con el cloro, ¿vale? Y se van a formar estos enlaces nuevos, ¿vale? 00:04:01
A la hora de romperse enlaces se libera energía, ¿vale? 00:04:22
A la hora de formarse enlaces se requiere energía. 00:04:26
Bien, ¿qué ocurre? 00:04:32
Por ejemplo, hay reacciones, ¿vale? 00:04:34
Que además de la energía que se produce al romper los enlaces se requiere que además hagamos, le dotemos a esa reacción de más energía para que el nuevo enlace se pueda dar. 00:04:35
Pero hay otras que no. 00:04:48
Hay otras que esa ruptura del enlace es tan grande que sobra energía en la reacción y esas son las reacciones de combustión. 00:04:49
Cuando se produce una combustión, las combustiones son hidrocarburos, son combinaciones de carbono e hidrógeno que con oxígeno van a dar lugar a CO2 y agua. 00:04:59
¿vale? y esto siempre ocurre 00:05:17
y esto pues puede ser 00:05:19
puede haber más carbonos y más hidrógenos 00:05:21
¿vale? en función de si estamos, recordamos 00:05:23
metano, etano 00:05:25
propano, butano 00:05:27
¿vale? van creciendo el número de carbonos y 00:05:29
en proporción los hidrógenos 00:05:30
¿vale? pues a pesar de que aquí 00:05:33
se rompen enlaces y se forman CO2 00:05:35
y agua, sobra energía 00:05:37
¿vale? es lo que se conoce como 00:05:38
una reacción exotérmica 00:05:40
¿vale? liberan energía 00:05:44
y es esa energía la que emplean 00:05:46
en los automóviles, en la calefacción. ¿Vale? ¿Vale? Cuarto tipo de energía. Tenemos la 00:05:48
energía nuclear. ¿Vale? Esta es la energía que van a emitir los átomos cuando o bien 00:05:59
sus núcleos se van a romper. Cuando los núcleos se rompen, eso es la fisión. ¿Vale? Como 00:06:08
por ejemplo los reactores nucleares, ¿vale? En los reactores nucleares tenemos un átomo 00:06:17
de uranio que lo que va a hacer es romper ese núcleo, ¿vale? Eso es la fisión, la 00:06:22
ruptura. O bien vamos a coger dos átomos y vamos a querer que esos núcleos se junten. 00:06:28
Eso va a ser una fusión, ¿vale? Tanto cuando rompemos el núcleo de un átomo, cuando cogemos 00:06:38
dos núcleos y los fusionamos, se va a liberar energía, ¿vale? Esa es la que se conoce 00:06:45
como energía nuclear. Nuestras centrales nucleares se alimentan de energía de fisión 00:06:50
porque se rompe el núcleo de uranio y lo que ocurre en el Sol es que los átomos de 00:06:58
hidrógeno del conduterio completamente, ¿vale? Se fusionan. Esa es la energía del Sol, ¿vale? 00:07:05
ocurre por energía nuclear de tipo fusión. Actualmente, ¿vale?, hay investigaciones 00:07:14
para dejar de depender del uranio, que es una materia finita, ¿vale?, para poder utilizar 00:07:26
ese hidrógeno, concretamente el isótopo, el deuterio, ¿vale?, para generar energía 00:07:34
de fusión. ¿Problema? Se necesitan energías muy elevadas para que se dé esa fusión y 00:07:40
Y ya luego las reacciones en cadena seamos capaces de mantener y poder coger toda esa energía, ¿vale? 00:07:48
Actualmente no recuerdo en cuánto están, ¿vale? 00:07:55
Pero creo que están más o menos, ¿vale? 00:08:00
Coger segundos arriba, segundos abajo, alrededor de los 100 segundos de estabilidad, ¿vale? 00:08:03
Vale, pues ya mejor, ¿no? 00:08:08
De momento están en ello, pero aún queda lejos, ¿vale? 00:08:09
De que pueda ser una energía que podamos utilizar. 00:08:14
Vamos con la energía radiante, que también se conoce como energía electromagnética, ¿vale? 00:08:16
Es la energía que se propaga mediante ondas de tipo electromagnético, como por ejemplo la luz, ¿vale? 00:08:23
Tenemos las ondas microondas, los rayos X, la luz ultravioleta, ¿vale? 00:08:31
Y aquí hay una cosa que hay que tener en cuenta, ¿vale? 00:08:37
Y lo vamos a ver con este dibujo. 00:08:41
Aquí, ¿vale? Tenemos las ondas y podemos ver las ondas como el oleaje, ¿vale? Esto es un truco para interpretarlo. Las ondas de baja frecuencia, ¿vale? Son la radio, el microondas, los infrarrojos. 00:08:43
Aquí podemos ver estas ondas, estas olas como cuando el mar está en calma 00:09:04
Cuando el mar está en calma, ¿qué ocurre? 00:09:11
Que tiene poca energía, ¿vale? 00:09:13
La longitud de la onda 00:09:17
Entre una ola y otra, como el mar está calmado, es muy grande 00:09:18
¿Vale? Eso es la longitud de onda 00:09:25
La longitud de onda es la distancia entre una onda y la siguiente 00:09:27
Entonces, cuando estamos en longitudes de onda largas, la energía es baja y la frecuencia, es decir, las veces que aparece esa onda, también la frecuencia es baja. 00:09:33
Entonces, a mayores longitudes de onda, menor es la energía. 00:09:52
vale, recordamos 00:09:58
longitud de onda es la distancia 00:10:01
mar en calma 00:10:03
las olas tardan mucho 00:10:04
en llegar, por lo tanto 00:10:07
la energía es baja 00:10:09
por el contrario, cuando ya estamos 00:10:10
en longitudes de onda más pequeñitas 00:10:13
estamos ya 00:10:15
en ultravioleta, rayos 00:10:17
x, rayos gamma 00:10:19
ya estamos hablando de longitudes de onda 00:10:20
mucho más energéticas 00:10:23
vale, la energía 00:10:24
aumenta y si os fijáis 00:10:27
tardan mucho menos tiempo 00:10:28
¿vale? su frecuencia también 00:10:30
aumenta 00:10:33
¿vale? esto digamos que es 00:10:35
lo importante 00:10:37
¿vale? 00:10:39
y aquí pues lo tenéis en números 00:10:41
¿vale? la longitud de onda es 10 elevado a 3 00:10:43
y a medida que vamos avanzando 00:10:45
la longitud de onda va 00:10:47
disminuyendo, menos 5, menos 6 00:10:48
menos 8 00:10:51
¿vale? 00:10:52
Y la frecuencia, por el contrario, al principio la frecuencia es más baja y a medida que la energía aumenta, la longitud de onda cada vez es más corta, las ondas son más frecuentes, la frecuencia va aumentando a la par que la energía, ¿vale? 00:10:54
A ver, dale un momento para atrás. 00:11:11
¿Qué es lo que viene aquí escrito, vale? 00:11:16
A mayor longitud de onda, menor es la energía y menor es la frecuencia, ¿vale? 00:11:18
Como es algo que es opuesto, recomiendo que os acordéis de las ondas, ¿vale? 00:11:28
Longitud de onda es la distancia que hay entre una onda y la otra, una ola y la siguiente ola, ¿vale? 00:11:36
Seguimos. 00:11:55
Energía eléctrica, la última, ¿vale? 00:11:56
El último tipo de energía, ¿vale? 00:11:58
Es la que se asocia a la acumulación de cargas, ¿vale? 00:12:00
Como el electrón o el protón o al movimiento de las cargas eléctricas, ¿vale? 00:12:07
a las dos. Por ejemplo, la que se transporta por la corriente eléctrica, que tenemos en 00:12:12
nuestras, hay falta una palabra, casas, que cuando encendemos un aparato eléctrico, pues 00:12:20
esto funciona, ¿por qué? Por la energía eléctrica que circula. Los cables no son 00:12:25
otra cosa que conductores, ¿vale? Lo que hacen es transportar electrones, ¿vale? Cargas 00:12:33
en movimiento. Bien, propiedades de la energía. Vamos a ver tres cosas más en esta parte 00:12:37
del tema, ¿vale? Vamos a ver las propiedades de la energía, vamos a detenernos en la energía 00:12:47
mecánica y por último vamos a ver el principio de conservación de la energía. Entonces, 00:12:54
Propiedades de la energía. La energía tiene la capacidad de que va a poderse almacenar y transportar. Tenemos pilas, tenemos baterías, ahí tenemos energía almacenada y que además podemos transportarla. 00:12:59
¿Vale? A través del tendido eléctrico estamos transportando energía. ¿Qué más? La energía podemos o bien transformarla en otro tipo de energía o bien transferirse de un cuerpo a otro, ¿vale? 00:13:17
Pero en su conjunto la energía va a permanecer constante. Recordamos, la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. O bien, si no se transforma, podemos transferirla a otro cuerpo. 00:13:39
Le damos esa energía. El primer ejemplo lo vamos a ver después. El calor que pasa de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura es una forma de transferir esa energía. 00:13:58
¿Vale? Otra forma de transferir energía. O de transformarla también. Nosotros comemos y los alimentos los transformamos en energía. Si yo pedaleo, esa energía que tiene mi cuerpo la estoy transformando en energía de movimiento. ¿Vale? Para desplazarme. ¿Vale? Esas son transformaciones de energía. 00:14:17
Otra cosa es, ¿vale? El rendimiento, ¿vale? ¿Por qué? Porque puede haber pérdidas, se puede perder la energía, pérdidas en forma, por ejemplo, de calor. 00:14:39
Cuando hablamos de fuerzas, y hablamos de las leyes de Newton, hablamos que cuando un cuerpo puede estar en reposo, si no actúa ninguna fuerza sobre él, o si las fuerzas que actúan son cero, o bien en movimiento constante, sin parar. 00:14:54
Vale, nosotros si lanzamos una pelota por el suelo, vale, esa pelota la hemos dotado de una energía, ¿qué pasa con esa energía? Es eterna, la pelota va a seguir su movimiento y no se va a parar, no, la pelota se para, ¿por qué? 00:15:17
Porque hay una fuerza de rozamiento, ¿vale? En ese rozamiento se producen pérdidas de energía por calor, ¿vale? Y es en ese calor en el que se va perdiendo energía hasta que finalmente la pelota se defiende, ¿vale? 00:15:34
¿Vale? Desde un punto de vista energético, ¿vale? La explicación es esa. En esa degradación de calor se produce porque hay una fuerza, la que vimos, la fuerza de rozamiento que es opuesta al movimiento, ¿vale? Repasito del tema anterior, ¿vale? 00:15:51
Y aunque, ¿qué quiere decir este último apartado, vale? A pesar de que la energía ni se crea ni se destruye, ¿vale? Solo se transforma, no vamos a poder aprovecharla siempre en su totalidad, ¿vale? Vamos a tener pérdidas, ¿por qué? Porque se escapa calor, ¿vale? 00:16:12
¿Vale? Perdemos calor, las máquinas tienen rozamientos, no todo es tan fluido, ¿vale? De ahí que el 100% a nuestros ojos no se mantenga, ¿vale? Pero a nivel de cálculo, sí, porque tenemos en cuenta ese calor que perdemos. 00:16:30
Y ahora ya sí nos vamos a centrar en la energía mecánica, que al principio lo hemos visto muy rápido. 00:16:48
Como hemos dicho, la energía mecánica va a ser aquella energía que va a estar ligada a la posición y al movimiento que van a llevar los cuerpos. 00:16:56
se va a caracterizar porque la energía mecánica va a ser la suma de la energía potencial y la energía cinética. 00:17:07
Voy a presentaros ahora quiénes son la energía potencial y quiénes son la energía cinética. 00:17:19
Y vamos a ver ejemplos, ¿vale?, para identificarla. 00:17:24
La energía cinética se ve más fácil, la energía potencial al principio puede costarnos un poco más. 00:17:27
Entonces empezamos por la energía potencial, ¿vale? 00:17:33
Es la energía que va a poseer un cuerpo debido a su posición. Por ejemplo, una maceta que está en lo alto de una casa tiene una energía potencial. Un muelle que hemos estirado tiene una energía potencial, ¿vale? 00:17:35
Es una energía que está ahí, pero en ese momento no está haciendo nada, ¿vale? Veremos qué ocurre para que empiece a ser algo. Podemos distinguir dos tipos, ¿vale? La energía potencial gravitatoria y la elástica. 00:17:55
Elástica. La gravitatoria la vamos a ver de forma cuantitativa, ¿vale? Va a tener su fórmula y la vamos a calcular en problemas. 00:18:14
La elástica solo la vamos a ver de forma teórica, ¿vale? No la vamos a ver con problemas. 00:18:24
La otra cualitativa, la elástica, ¿vale? Entonces, la energía potencial gravitatoria es la energía que va a tener un cuerpo situado a cierta altura 00:18:28
sobre el suelo. ¿Por qué? Porque va a experimentar una atracción gravitatoria. Esto se ve, digamos 00:18:42
que es un cuerpo, por el hecho de estar a cierta altura, va a tener una energía que 00:18:58
va a poder utilizar. Si por ejemplo tú sueltas el objeto, ese objeto va a caer. Tiene un 00:19:05
potencial de energía, ¿vale? Quedaros con eso, un potencial de energía. ¿Qué va a 00:19:11
hacer con ese potencial de energía? Lo va a ir transformando en movimiento, ¿vale? 00:19:15
Y eso van a ser los ejemplos que vamos a ir viendo. Un objeto, por el mero hecho de estar 00:19:20
a cierta altura, tiene un potencial de energía. ¿Que lo puede utilizar o no? ¿Vale? Si está 00:19:24
apoyado sobre una superficie y no se va a mover nunca, pues se queda ahí, en energía 00:19:30
potencial, pero si ya el suelo desaparece, esa energía potencial entra en acción. ¿Cómo? 00:19:36
transformándose en la que vamos a ver ahora que va a ser la energía cinética y lo que 00:19:41
vamos a ver en los problemas. ¿Cuál es la expresión? Pues la expresión de energía 00:19:46
potencial va a ser m por g por h. m es la masa en kilos, h es la altura que va a ser 00:19:51
en metros, viene del inglés, ¿vale? Y g va a ser la aceleración de la gravedad que 00:20:03
estará en metros segundo al cuadrado. 00:20:10
¿Vale? Esto es importante las unidades, ¿vale? 00:20:15
La masa. 00:20:17
La M es la masa, que debe estar siempre en kilos. 00:20:18
¿Vale? H es la altura, que debe estar en metros. 00:20:23
Y la aceleración de la gravedad en metros segundo al cuadrado. 00:20:28
Ejemplito, ¿vale? 00:20:36
el enunciado venía en gramos 00:20:37
y os lo he cambiado a kilos, ¿vale? 00:20:40
para facilitarlo 00:20:42
nos dice, calcula la altura 00:20:43
a la que debe encontrarse un pájaro 00:20:45
para que su energía potencial 00:20:47
sea de 6 julios 00:20:49
si su masa es de 00:20:52
decía 50 gramos, ¿vale? 00:20:54
que son los 0,050 kilos 00:20:56
a ver, dale para atrás que voy a grabar la fórmula 00:20:59
la voy a escribir, la voy a escribir 00:21:02
La energía potencial es igual a masa por gravedad por altura, mgh, ¿vale? 00:21:03
Eso ahora va a dar fuego. 00:21:15
Entonces, ¿qué nos está preguntando? La altura, ¿vale? Pues vamos a tener que despejar h. 00:21:17
h es igual a energía potencial partido de masa por la gravedad. 00:21:22
La gravedad. La energía potencial, nos han dicho que son 6 julios. No voy a poner unidades porque no os he enseñado las equivalencias. La masa son 0,050 y la gravedad, no la pongo, ¿vale? Pero es 9,8. 00:21:28
¿Por qué? ¿Cómo lo sabes eso? 00:21:52
Es un dato que hay que saberse, ¿vale? La gravedad son 9,8 o 10 metros por segundo, os la daré de dato, ¿vale? 00:21:53
Pero es un dato que ya en ciertos niveles ya nunca se da, ¿vale? Se da por sabido. 00:22:00
Y esto da, saco la calculadora, 6 entre 0,05. 00:22:07
Esto da 12,24 metros. 00:22:23
¿Vale? Esa es la altura. 00:22:33
¿Vale? 00:22:36
Seguimos. Energía potencial elástica, ¿vale? 00:22:38
Es la energía que van a tener los cuerpos que sufren una deformación, ¿vale? 00:22:42
Por ejemplo, un muelle, ¿vale? Un muelle a la hora de comprimirse va a tener una energía que cuando quitemos la mano va a ser liberada, ¿vale? 00:22:49
¿En qué forma? Pues en recuperar su forma original, ¿vale? ¿Dónde vemos habitualmente el uso de los muelles? En los bolis, ¿vale? Que cuando ya lo apretamos del todo, eso que tenía al muelle en una posición comprimida, deja de estarlo y en cuanto que quitamos el dedo, sube el boli, ¿vale? Y se esconde la punta. 00:23:01
Ya está, ¿vale? Y ahora vamos a la que nos interesa que es la energía cinética, ¿vale? 00:23:27
Energía potencial tenemos dos tipos, la potencial gravitatoria y la potencial elástica 00:23:34
La elástica solo tenemos que saber su definición, ¿vale? 00:23:39
Y de la gravitatoria hay que saberse la fórmula también, ¿vale? Aparte de la definición 00:23:43
Vamos con el otro tipo de energía, ¿vale? 00:23:48
Pues recordamos, estamos en energía mecánica, teníamos energía potencial y energía cinética 00:23:51
Ya hemos visto la energía potencial, había otros dos subtipos, ahora vamos a ver la energía cinética. 00:23:56
Es la energía que tiene todo el cuerpo por el hecho de moverse, ¿vale? 00:24:03
Un cuerpo por moverse va a llevar una energía, ¿vale? 00:24:09
¿Cómo se calcula? Mediante la siguiente expresión, ¿vale? 00:24:15
La energía cinética es un medio de la masa por la velocidad al cuadrado. 00:24:18
Aquí no lo he escrito, ¿vale? Pero igualmente aquí m es masa que se mide en kilos. La velocidad, la v es la velocidad que se mide en metros según. Sistema Internacional de Unidades. 00:24:24
Entonces, ejemplo, calcula la velocidad de una bala, venían gramos, eran 4 gramos, lo hemos pasado a kilos, ¿vale? 0,004 kilos, cuya energía cinética es de 2.880 J. 00:24:44
Entonces, nuestra fórmula es que energía cinética es un medio de la masa por la velocidad al cuadrado 00:25:01
Nos piden la velocidad, pues despejamos 00:25:11
La velocidad al cuadrado es dos veces la energía cinética partido de m 00:25:14
Pues la velocidad va a ser la raíz de esa división 00:25:20
Yo lo hago con letras, pero si os resulta más familiar podéis operar con los números y ya al final hacéis la raíz y ponéis el resultado. 00:25:25
La velocidad al cuadrado, para poder despejarla, está haciendo la raíz. 00:25:42
Dos por la energía cinética, que son 2.880. 00:25:49
Esto es lo que comenté, ¿vale? De que tenéis que repasar el manejo de ecuaciones, tanto de primer grado, ¿vale? Como de segundo grado. 00:25:55
Y la masa hemos dicho que es 0,004. Esto no está. A ver, 2. Esto da 1.200 metros partidos segundos. 00:26:02
Estamos hablando de una bala que está siendo disparada, ¿vale? 00:26:31
Pues, vale. 00:26:35
Sabemos que van muy rápido las balas. 00:26:38
Confiamos. 00:26:42
Vale. Vale, sí. 00:26:44
Energía mecánica. 00:26:54
Sí, hemos hablado de que la energía mecánica es... 00:26:54
Igual, energía potencial más energía cinética. 00:27:00
Exacto, energía potencial más energía cinética, ¿vale? 00:27:03
Nos están pidiendo que calculemos la energía mecánica del avión. 00:27:06
Para ello vamos a tener que calcular por un lado la energía potencial, solo la gravitatoria, que es la que hemos estudiado, ¿vale? 00:27:10
Y la cinética. 00:27:15
Como siempre, ¿vale? 00:27:17
Lo primero es escribir los datos del enunciado. 00:27:18
Nos dice que el avión se mueve a una velocidad de 236,1 metros segundo. 00:27:24
que se encuentra a una altura de 10.000 metros y que la masa del avión es de 20.000 kilos, ¿vale? 00:27:33
El enunciado ya está puesto todo en las unidades que necesitamos, ¿vale? 00:27:49
Entonces, lo primero, pues tenemos que calcular, por ejemplo, la energía potencial, que era mgh. 00:27:54
La masa son 20.000 kilos, la gravedad es 9,8 y la altura son 10.000. 00:28:03
Y esto da un número muy grande, ¿vale? 00:28:14
Seguro, sí, muy bien. 00:28:18
20.000 por 9,8 por 10.000. 00:28:20
Esto sale 1,96 por 10 elevado a 9 julios, ¿vale? 00:28:24
Ah, en julios, es lo que te iba a preguntar. 00:28:38
Es en julios la unidad. 00:28:39
voy a escribirlo mejor al mismo tamaño 00:28:40
196 00:28:47
por 10 elevado a 9 00:28:51
claro, ¿la solución se pone siempre en julios o solamente en...? 00:28:56
sí, porque estamos calculando energía y la energía se mide en julios 00:29:03
¿vale? y estamos operando 00:29:06
con unidades del sistema internacional 00:29:09
¿vale? eso no quita 00:29:11
que a lo mejor en un problema, ¿vale? 00:29:13
yo ponga, como antes 00:29:15
¿vale? antes os he dado 00:29:17
la energía en julios, pero a lo mejor os puedo 00:29:18
poner calorías, habría que pasarlas 00:29:21
a julios, ¿vale? porque las fórmulas que estamos empleando 00:29:23
¿cuánto era una caloría? 00:29:25
una caloría son 4,18 julios 00:29:27
es importante ese dato, ¿no? 00:29:29
me imagino 00:29:31
si hay que transformar unidades, sí 00:29:32
Y ahora, energía cinética es un medio de la masa por la velocidad al cuadrado. 00:29:35
Esto a la hora de operar en la calculadora, si no tenemos una calculadora científica, podemos poner cerco mágico y nos quitamos una fracción. 00:29:47
por 20.000 por la velocidad 00:29:56
que hemos dicho que son 00:30:00
236,1 00:30:02
cuidado aquí 00:30:05
al cuadrado, ¿vale? que estos son errores físicos 00:30:06
olvidarnos de que tenemos 00:30:08
un cuadrado, ¿vale? 00:30:10
por 20.000 00:30:13
por 236,1 00:30:14
al cuadrado, esto da 00:30:19
otro número enorme 00:30:20
que son 00:30:22
5,57 por 10 elevado a 8 J. 00:30:25
En definitiva hemos dicho que la energía mecánica es la energía potencial más la energía cinética. 00:30:37
Ojo aquí, si tenéis calculadora científica podéis meter este número y este tal cual está escrito. 00:30:44
Si lo que debemos hacer, sumando nosotros en una calculadora sencillita, las potencias tienen que estar iguales. 00:30:52
¿Qué significa eso? Pues que, por ejemplo, la energía potencial, que es 1,96 por 10 a la 9, sería 19, bien, se notan ahí las mates, 00:31:01
3 por 10 elevado a 8 más 5,57 por 10 elevado a 8, esto nos da 19,6 más 5,57, nos daría 25,17 por 10 elevado a 8 puntos. 00:31:10
O lo que es lo mismo, ¿vale? 00:31:34
Si lo hemos hecho con la calculadora sería 2,52 por 10 elevado a 9, ¿vale? 00:31:36
Y redondados. 00:31:42
De momento, perfecto. Llegaría a mi casa y no me borraría nada. 00:31:52
Vamos con la última parte, ¿vale? 00:31:55
El principio de conservación de la energía, ¿vale? 00:31:57
Eso es lo que ya hemos comentado, ¿vale? 00:32:00
Como la energía lo que hace es que se transforma, ¿vale? 00:32:02
Y se va a conservar durante esta transformación, ¿vale? 00:32:06
Nos vamos a centrar en uno de los casos más sencillos, ¿vale? Es en el caso en el que solo va a intervenir una fuerza que es el peso, ¿vale? Entonces no hay pérdidas por calor, ¿vale? Asumimos que no hay rozamientos, entonces planteamos un escenario que suele ser ideal, ¿vale? En el que únicamente interviene el peso, ¿vale? 00:32:11
Nos dicen que dejamos caer una pelota de 100 gramos desde una altura de 1,2 metros 00:32:33
Grabamos en vídeo el proceso y calculamos que la pelota llega al suelo a una velocidad de 4,85 metros 00:32:43
Nos pide que calculemos la energía mecánica al inicio y al final de sus posiciones 00:32:51
Bien, pues yo tengo aquí en un inicio la pelota, ¿vale? 00:32:59
La pelota al inicio se encuentra a una altura, esta altura h es de 1,2 metros 00:33:08
¿Tiene alguna velocidad la pelota al inicio? 00:33:19
Pues aquí tenemos que la velocidad inicial es 0 00:33:23
Llega la pelota, eso sí lo hemos podido calcular 00:33:27
Que la pelota aquí al final, ¿vale? 00:33:31
Ha llegado con 4,85 metros segundo 00:33:35
Bien, sabemos, dato problema, que la masa son 0,1 kilos 00:33:43
¿Vale? Recordamos que empleamos kilos en los problemas 00:33:53
Bien, nos preguntan, energía mecánica al inicio y al final. Eso implica dos cosas, que vamos a tener que calcular la energía potencial y la energía cinética, tanto arriba como abajo. 00:33:57
entonces empezamos 00:34:10
la ley de 00:34:13
lo que dice la 00:34:15
la ley de conservación de la energía 00:34:16
es que la energía se va a 00:34:18
mantener 00:34:21
eso que va a significar que la energía 00:34:22
al inicio 00:34:25
debería ser igual 00:34:27
a la energía final 00:34:28
vamos a comprobarlo 00:34:30
vale 00:34:32
esta va a ser la posición 1 00:34:34
Bueno, esto lo llamo a sub cero, ¿vale? 00:34:37
Vamos a llamarlo la posición cero y aquí la posición uno, ¿vale? 00:34:41
Pues vamos con la energía mecánica inicial 00:34:47
Es la energía cinética inicial más la energía potencial inicial 00:34:50
Bien 00:34:58
Energía cinética inicial es un medio de la masa por esa velocidad inicial al cuadrado 00:34:59
¿Esto cuánto nos da? Así rápido 00:35:08
Si la velocidad es cero, pues cero 00:35:10
Algo por cero, nos da cero 00:35:15
A mí me pide calcular el cero sobre el tónico 00:35:18
Cero julios, ¿no? 00:35:21
Sí, cero julios 00:35:22
Energía potencial es masa por gravedad por altura 00:35:23
¿Tiene altura esta pelota al inicio? 00:35:27
Bueno, está a 1,2 metros 00:35:32
¿Qué altura tiene? 00:35:34
Pues ahí va a tener una energía potencial 00:35:35
Hemos dicho que la masa es 00:35:37
0,1 por 9,8 00:35:39
Por la altura que es 00:35:43
1,2 00:35:44
Y esto nos da 00:35:45
0,1 por 9,2 00:35:46
9,8 julios 00:35:50
en metros segundo al cuadrado 00:35:53
la masa en kilos, metros segundo al cuadrado 00:35:59
por metros 00:36:01
y eso nos da que es 00:36:02
1,176 00:36:04
julios 00:36:08
entonces 00:36:12
la energía mecánica inicial 00:36:13
va a ser 0 00:36:17
más 00:36:18
1,176 julios 00:36:19
pues van a ser 1,176 00:36:22
cuyos, ¿vale? Va a tener de energía al inicio. Vamos a ver el final. La energía mecánica 00:36:25
en 1 tiene que ser la energía cinética en 1 más la energía potencial en 1. Energía 00:36:32
cinética en 1, 1 medio de la masa por la velocidad al cuadrado. Aquí ya sí tenemos 00:36:39
velocidad, pues la ponemos. Sería 0,5 por 0,1, que es la masa, por la velocidad que 00:36:46
hemos dicho que son 4,85 al cuadrado. Esto nos da 0,5 por 0,1, 4,85 al 4. Y esto nos 00:36:54
da 1,176 joules. Energía potencial en 1. Masa por gravedad por altura. ¿Qué altura 00:37:08
tiene la pelota en el suelo? 0. Pues 0. La energía mecánica en 1 es 1,176 más 0 son 00:37:19
1,176 00:37:34
se cumple 00:37:35
vale 00:37:38
la energía 00:37:40
en 1 es igual 00:37:41
la energía 00:37:44
bueno, no lo voy a escribir 00:37:47
lo voy a escribir aquí 00:37:48
la energía mecánica en 0 00:37:49
es igual a la energía mecánica en 1 00:37:52
y eso 00:37:55
vale, es el principio de conservación 00:37:56
de la energía y es el planteamiento que vamos a hacer 00:37:59
en los problemas 00:38:01
partimos de que esto se cumple 00:38:01
entonces puede haber múltiples incógnitas 00:38:05
pero lo que sí sabemos que se va a cumplir 00:38:08
es esto 00:38:10
es arriba 00:38:12
la energía mecánica inicial va a ser igual a la energía mecánica 00:38:15
en la posición 1 00:38:19
que podéis ponerlo como inicial y final 00:38:21
si lo preferís y transformar esto en una F 00:38:23
¿qué está ocurriendo? 00:38:26
si os fijáis al inicio 00:38:31
lo que tenemos es ese 1,176 de energía potencial y tenemos cero de energía cinética. 00:38:33
En el momento que dejamos libre a la pelota y va cayendo, lo que está ocurriendo es que la energía potencial va disminuyendo 00:38:44
y ¿a dónde está yendo esa energía? Está convirtiéndose en energía cinética, se está convirtiendo en movimiento. 00:38:52
es la energía asociada al movimiento 00:39:00
entonces, ¿qué está ocurriendo? 00:39:05
se está transformando la energía 00:39:08
esa energía potencial 00:39:09
que tiene un objeto 00:39:11
en la gravitatoria, por estar a cierta altura 00:39:12
se va a ir transformando 00:39:16
en energía cinética 00:39:18
¿hasta qué punto? 00:39:19
hasta que la altura 00:39:21
se agota 00:39:22
y toda la energía está transformada en energía cinética 00:39:24
vale, bueno, de momento bastante bien 00:39:28
a ver, dale un momento para atrás 00:39:33
vale 00:39:35
¿cómo se plantean los problemas? 00:39:38
pues tenéis que plantear 00:39:43
una energía mecánica inicial 00:39:44
más una energía mecánica final 00:39:45
y esto significa que vais a tener 00:39:48
una energía cinética 00:39:50
más una energía potencial 00:39:52
¡ay, la he liado! 00:39:54
ahora, una energía 00:40:00
así 00:40:01
una energía cinética 00:40:04
hemos dicho 00:40:06
final más una energía 00:40:07
potencial final 00:40:10
y esta va a ser vuestra ecuación 00:40:12
vale 00:40:13
esta va a ser la ecuación 00:40:14
que probablemente tendréis que usar en los problemas 00:40:18
vale, se van a dar una serie 00:40:20
de datos y circunstancias 00:40:22
y aquí os quedará 00:40:24
una incógnita 00:40:26
¿cuál es la gracia? que lo normal 00:40:27
es que algunas de ellas se queden en cero, ¿vale? 00:40:30
Vale, bueno, más o menos bien, lo veo en casa. 00:40:40
Y ya por último, ¿vale? 00:40:46
Vale, espera, espera. 00:40:48
Es un ejemplo muy sencillito, ¿vale? 00:40:57
Para terminar ya este tema, si vemos a un skater, ¿vale? 00:41:04
Haciendo este tipo de acrobacias, si os fijáis, 00:41:12
Y cuando está en las zonas altas, ¿se encuentra en movimiento o se encuentra parado? 00:41:15
Parado. 00:41:22
Parado. Ahí lo único que tiene es energía potencial, ¿vale? 00:41:23
Y por el contrario, a medida que va descendiendo por la curva, esa energía potencial se va transformando en energía cinética. 00:41:28
Aquí, ¿vale? En este punto, la energía potencial es cero y la energía cinética es máxima. 00:41:38
¿Por qué? ¿Qué va a ocurrir cuando luego suba? 00:41:46
Aquí, como estaba bajando, es lo que hemos visto antes. 00:41:50
La energía potencial va disminuyendo en favor de la energía cinética, que es lo que aumenta. 00:41:53
Porque al final en la suma de estas dos tiene que dar lo mismo. 00:42:01
entonces 00:42:04
daros cuenta que si la energía mecánica 00:42:05
es la energía potencial 00:42:08
más energía cinética 00:42:10
si una sube 00:42:11
la otra baja 00:42:14
o viceversa, si una baja 00:42:15
la otra tiene que subir, porque esto de aquí 00:42:18
no varía 00:42:20
siempre tiene que valer lo mismo 00:42:22
pues una vez que llega aquí 00:42:24
llega una energía cinética 00:42:25
y va a empezar a subir una altura 00:42:27
¿qué va a ocurrir? ¿va a ir cada vez más rápido? 00:42:29
no, al contrario 00:42:32
Va a ir cada vez más despacio y como va ganando altura, ¿qué va a ir ganando? 00:42:33
Esa energía potencial. 00:42:41
¿Valdría, por ejemplo, también tener una pelota en la mano y dejarla agotar? 00:42:45
¿Y a la que vuelva a subir la coges? 00:42:49
Sí, porque lo que le hace subir es la energía del rebote. 00:42:54
Vale, para ponérmelo de ejemplo. 00:43:00
Pues esto es la primera parte del tema. 00:43:01
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Autor/es:
Paula M
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30 de enero de 2025 - 19:17
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