Energía: su transferencia y conservación
Calor, temperatura y equilibrio térmico
Aprendizaje: Conoce la conversión de energía cinética por fricción como una forma de trabajo. N1.
Iniciaremos recordando que la energía mecánica es la suma de las energías potencial y cinética. Así cuando la energía mecánica se conserva, la suma de las energías potencial y cinética en un momento dado tendrá que ser igual a dicha suma en cualquier otro momento. Para un péndulo simple, la energía cinética es cero en el instante en que la masa se encuentra en la posición más alta, puesto que, instantáneamente su velocidad es cero. Es entonces que su energía mecánica total es solamente potencial gravitacional, $mgh$, donde $m = masa, g = aceleración de la gravedad y h = altura$. De la misma forma si tomamos como referencia de altura cero la parte más baja de la masa del péndulo, entonces la energía potencial será cero y sólo se tiene energía cinética como se muestra en la Figura 1.
Si la energía mecánica se conserva la masa del péndulo debe llegar siempre a la misma altura en cada oscilación. Observa el vídeo de un péndulo simple oscilando.
Es evidente de nuestra observación cotidiana que, cuando está presente la fuerza de fricción, los movimientos se frenan y aparentemente su energía mecánica parece desaparecer. Aprendimos que la energía se conserva, entonces debemos suponer que la energía mecánica que se ha “perdido” reaparece en alguna forma que no hemos considerado. Cuando la energía desaparece a partir del movimiento visible de los objetos y no vuelve a presentarse en forma de energía potencial o cinética visible, con frecuencia notamos que la temperatura se eleva, un ejemplo cotidiano de esto sucede cuando el ambiente es muy frío y frotas ambas manos para que se calienten. En esta unidad revisaremos este tipo de energía que no hemos considerado hasta el momento.
Actividad H5P
Instrucción para el alumno: ¡Es el momento de revisar lo aprendido!