CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA

Transforma Transfiere Conserva Degradamediantemediante

Principio Conservación de la energía

MáquinasMotor+mecanismo

TrabajoUn ser realiza una fuerza sobre otro

CalorHay una diferencia de temperaturas

Ondas

Choques

La Energía se

La cantidad de energía degradada

en el universo aumenta.

Rendimiento

Potencia

TRANSFORMACIONES Y TRANSFERENCIAS DE ENERGÍA

Máquinas

Es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado.•Motor: es el mecanismo que transforma la energía original en un movimiento útil para la realización del trabajo requerido.•Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado.•Bastidor: es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos.

Las máquinas transforman y transfieren energía .

MÁQUINAS SENCILLAS

TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA

Las distintas formas de manifestarse la energía se pueden transformar de una en otra.

Cuando dejamos caer un objeto desde una altura podemos interpretar que su energía potencial se transforma en cinética:

Ep0 = Ecf

En un dardo que se incrusta en la diana, hay una transformación de energía cinética en trabajo. Ec0 = Wroz

Una bola que rueda por un pasillo y va disminuyendo su velocidad, es un ejemplo de transformación de energía cinética en trabajo contra las fuerzas de rozamiento, o lo que es lo mismo, en energía disipada:

Ec0 - Wroz = Ecf

Sólo es posible si no hay rozamiento o la bola puede realizar un trabajo motor

TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

Es el paso de energía de un cuerpo a otro•La energía sólo se percibe cuando pasa de un cuerpo a otro.•El trabajo es energía en transferencia de un cuerpo a otro. •Cuando un cuerpo realiza un trabajo pierde energía , y el cuerpo que recibe el trabajo puede ganar energía.

Transformaciones y transferencias de energíaTrabajo chica: F·∆x E. potencial elástica arco-flecha E.

cinética flecha trabajo deformación sobre diana

La grúa transforma la energía química del combustible en un trabajo que transfiere energía: aumento de la Ep del objeto que eleva: WF = Epf

El aumento de la energía cinética se debe al trabajo realizado por el motor : Ecf = WF

El Audi RS5 Coupé pasa de cero a cien en 4,6 s

ENERGIA DISIPADA

Si existe rozamiento en una transformación de energía, la energía mecánica no se conserva.

Las fuerzas de rozamiento impiden la conservación de la energía mecánica, dado que realizan un trabajo de rozamiento y la energía mecánica disminuye durante el movimiento: Wroz = Froz · ∆x = -∆E = Ef - E0

TRABAJ

O deROZAMIENT

O

Las fuerzas de rozamiento realizan un trabajo y transfieren energía del cuerpo que se mueve al medio (el cuerpo pierde energía), en forma de energía degradada.

Cuando un cuerpo se mueve aparecen fuerzas de interacción con el medio: aire, agua, suelo …

ENERGIA DISIPADASiempre que tiene lugar una transferencia de energía entre dos cuerpos, la energía que recibe el segundo es inferior a la que pierde el primero.

Cuando provocamos una transformación de un tipo de energía en otro, se origina una energía disipada en forma de calor.

ENERGIA DEGRADADA

Se dice que la energía eléctrica es una energía de alta calidad, porque puede transformarse fácilmente en otras formas de energía, en cambio, la energía térmica se dice que es de baja calidad, porque solo una pequeña parte puede reutilizarse en otras formas de energía.

Es energía de baja calidad, energía que ha perdido su capacidad de transformarse o transmitirse en forma de trabajo .

PRINCIPIO CONSERVACIÓN de la ENERGÍA La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma o se transfiere.La energía cambia constantemente de forma, se transmite de unos sistemas a otros, pero no desaparece.

Aplica el Principio de la conservación de la energía a este Invento

Conservación de la energía: Em0 = Emf

Si no existieran rozamientos y por tanto energía disipada, la cantidad de energía mecánica de un cuerpo permanecería constante.No habría que comunicarles Ep a las pesas

POTENCIA de una MÁQUINA•Es el cociente de dividir el trabajo realizado entre el tiempo empleado en realizarlo.•Es el trabajo realizado por una máquina en la unidad de tiempo.

P = W / t

Vatio : Es la potencia de una máquina que realiza el trabajo de un julio en un segundo .kilovatio: kW = 1000 vatios

Sistema W: Trabajo

t: Tiempo

P: Potencia

S.I. 1 J julio

1 ssegundo

1 Wwatio

Unidades de la Potencia

Potencia nominal de una máquinaLa potencia de una máquina es una de sus cualidades fundamentales. Hace referencia a la rapidez con la que la máquina hará un trabajo.1- A mayor potencia nominal, mayor cantidad de trabajo realizará la máquina en el mismo tiempo.

Ejemplo: una bombilla de 100 W hace más trabajo en un segundo, da más luz, que una de 60 W.

Potencia tiempo Trabajo

P t Wp w

2- A mayor potencia nominal, la máquina hará el mismo trabajo en menos tiempo.

Ejemplo: Un motor de ascensor de 11kW, hace que la cabina suba más rápido que un motor de 5kW.

Potencia tiempo Trabajo

P tW

p t

Las máquinas se valoran, y por tanto se compran y se pagan, en función de su potencia.

Ejemplo: Un automóvil de 100 C.V. realiza el trabajo de desplazarse 50 km en menos tiempo que uno de 25 C.V.

1 caballo de vapor 1 C.V. = 736 W

2- A mayor potencia nominal, la máquina hará el mismo trabajo en menos tiempo.

Diferentes motores - potencias

1.4 16V 100 cv

1.6 16V110 cv

1.6 16V110 cv

2.0 16V135 cv

1.5 dCi85 cv

1.5 dCi105 cv

1.9 dCi130 cv

1.9 dCi130 cv FAP

2.0 dCi 16V150 cv

MEGANE SEDAN

POTENCIArapidez para realizar un

trabajo

Radiadores eléctricos de aceite estándarRN-2500 GRIS RN-2000 GRIS RN-1500 GRIS

EAN-13: 8412788020651 Potencia máxima (W): 2500Recogecables: SÍNº de elementos: 11posiciones termostato: 6

EAN-13: 8412788020644 Potencia máxima (W): 2000Recogecables: SÍNº de elementos: 9posiciones termostato: 6

EAN-13: 8412788020637 Potencia máxima (W): 1500Recogecables: SÍNº de elementos: 7posiciones termostato: 6

RENDIMIENTO de una MÁQUINA

ENERGÍA

E útilE suministradaRendimiento η = W útil

W motor Rendimiento η =

TRABAJO

RENDIMIENTO de una

MÁQUINA

Rendimiento de una máquina es el cociente entre el trabajo útil que se obtiene y el trabajo motor o energía aplicada. •El Wútil es siempre inferior al Wmotor ya que debido a los rozamientos hay siempre una energía disipada en forma de calor, sonido …•El rendimiento de una máquina es siempre inferior al 100%

TRADUCIR UN CAMBIO EN UNA ECUACIÓN ENERGÉTICA

Situación inicial ∆Em en el cambio Situación finalm = v = h =

∆x =t =P =Froz =

m = v = h =∆x=F =

EcEp

+ WF- Wroz

EcEpWF (Trabajo de deformación)

Se lanza una pelota de 200g, a rodar por un pasillo, con velocidad de 36km/h. Tras recorrer 15m su velocidad es de 3m/s. Calcula la fuerza de rozamiento de la bola con el suelo.

Ecuación: Ec0 - Wroz = Ecf ↔ ½ m· v0 2 - Froz· ∆x = ½ m· vf 2

200 g = 0´2 kg36 km/h = 10 m/s

15 m

x

200 g = 0´2 kg3 m/s

sísí

sí

TRADUCIR UN CAMBIO EN UNA ECUACIÓN ENERGÉTICA

Situación inicial ∆Em en el cambio Situación finalm = v = h =

∆x =t =P =Froz =

m = v = h =∆x=F =

Ec Ep

+ WF- Wroz

EcEpWF (Trabajo de deformación)

Un automóvil de masa 1000 Kg pasa de 0 a 100 km/h en 9 segundos. 1- Calcula la potencia útil con la que ha trabajado el motor.2- Si el coche tiene una potencia nominal de 120 C.V. Calcula el rendimiento de la máquina.

1- Ecuación: WF = Ecf ↔ P · t = ½ m· vf 2

2- Ecuación: η = Pútil / Pnominal (en las mismas unidades)

1000 kg0 9 s

x

1000 kg100 km/h = 27´8 m/s

sí sí0

TRADUCIR UN CAMBIO EN UNA ECUACIÓN ENERGÉTICA

Situación inicial ∆Em en el cambio Situación finalm = v = h =

∆x =t =P =

Froz =

m = v = h =∆x=F =

Ec Ep

+ WF- Wroz

EcEpWF (Trabajo de deformación)

Un agricultor utiliza una motobomba de 2 C.V. para sacar agua de un pozo a 12 m de profundidad. Calcula el caudal por segundo. Suponemos que el rendimiento de la motobomba es del 70%

Ecuación: WF = Epf ↔ P · t = m· g · h1030,4·1 = x· 9´8· 12

x kg

01 s2 CV = 1472 W70% de 1472 = 1030´4

x kg

12 m

sísí0

TRADUCIR UN CAMBIO EN UNA ECUACIÓN ENERGÉTICA

Situación inicial ∆Em en el cambio Situación finalm = v = h =

∆x =t =P =

Froz =

m = v = h =∆x=F =

Ec Ep

+ WF- Wroz

EcEpWF (Trabajo de deformación)

Un coche de masa 1000 Kg que va a 120 km/h tiene que frenar en seco, ya que él anterior así lo ha hecho, ante la incorporación de otro coche a la calzada. ¿Que distancia recorrerá antes de pararse? El coeficiente de rozamiento longitudinal (μ), para un pavimento rígido seco, se toma: 0,67 Ecuación: = Ec0 – Wroz = 0 ↔ ½ m· v0 2 - N·μ·∆x = 0

1000 kg120 Km/h = 33´3 m/s

x

1000 kg0

sí0sí

N·μ = peso·μ = m·g·μ

Distancia de seguridad

ǁ distancia de percepción

+ distancia de reacción

+ distancia de frenado

Para un automóvil de masa 1000 kg que circula a 120 Km/h: D percepción: ∆x = v·t = 33´3 m/s · 0´75 s =24´9 mD reacción: ∆x = v·t = 33´3 m/s · 0´75 s =24´9 mD frenado: ½·1000·33´32 = 1000·9´8·0´67· ∆x ∆x = 84´4 mSumando las distancias: 24´9 · 2 + 84´4 = 134´2 m

Distancia de seguridad

Para calcular la distancia de seguridad en calzadas secas se emplea la regla del cuadrado. Así, si circulamos a 120km/h la distancia de seguridad debe ser, quitando el cero, 122 = 144 m.Si la calzada está mojada μ pasa a valer en torno a 0´4. se aconseja duplicar la distancia de seguridad

http://www.xtec.cat/~ocasella/exercici/p-tpe2.htm

http://www.youtube.com/watch?v=w2xw3a0cdhE

http://shelf3d.com/WSQl-pQj_BM#Trupa Dolly Cretu 2010

http://www.hverdugo.cl/varios/animaciones.htm

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=UKNLArrUJCg

http://meapunto.files.wordpress.com/2010/06/documento-10.pdf

http://www.dgt.es/revista/num192/pages/infografias.html