Energia Cinetica, Su Relacion con el Movimiento o Velocidad:

Energia Cinetica y Movimiento (Velocidad).- Para obtener su relación imaginemos una partícula de masa m que se mueve en línea recta con velocidad inicial Vi. Le aplicamos una fuerza neta constante F sobre ella paralela al movimiento, en una distancia d. Entonces, el trabajo efectuado sobre la partícula es W = Fd. Como F = ma (a, aceleración) y de la fórmula cinemática Vf

2 = Vi2 + 2ad, con Vf la velocidad final, llegamos a:

W = Fd = mad = m[(Vf2 - Vi

2) / 2d]d

O sea, W = ½mVf2 - ½mVi

2

Se ve claramente que estamos en presencia de una diferencia entre cantidades finales e iniciales.

La energia cinetica (de traslación) de la partícula los físicos la definen como la cantidad ½mv2 .

Ec = ½mv2.

W puede escribirse también

W = Ec

O sea el trabajo neto sobre un objeto es igual al cambio de su energía cinética. Este resultado se conoce como el teorema del trabajo y la energía.

Notemos que W es el trabajo neto efectuado sobre el objeto.

Ejemplo. Partiendo del reposo, Ud. empuja su automóvil de 1.000 kg una distancia de 5 metros, en terreno horizontal, aplicando una fuerza también horizontal de 400 N. ¿Cuál es el cambio de energía cinética de su auto? ¿ Cuál será la velocidad al completar los 5 metros de desplazamiento? Desprecie las fuerzas de roce.

Solución. El cambio de energía cinética debe ser igual al trabajo neto efectuado sobre el auto, que esW = Fd= (400 N)(5 m) = 2.000 J.

La velocidad final se despeja de la ecuación W = ½mVf

2 - ½mVi2, donde Vi = 0.

2.000 J = ( ½ )(1000 kg)Vf2, de donde Vf = 2 m/s.

 Energía Cinética (Ec)Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede

moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo.

Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento, es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo.

Por ejemplo, si una bolita de vidrio de 5 gramos de masa avanza hacia nosotros a una velocidad de 2 km / h no se hará ningún esfuerzo por esquivarla. Sin embargo, si con esa misma velocidad avanza hacia nosotros un camión, no se podrá evitar la colisión.

La fórmula que representa  la Energía Cinética es la siguiente:

 E c   =   1 / 2 •  m •  v 2

   E c  = Energía cinética

   m  =  masa

    v  =  velocidad

Cuando un cuerpo de masa  m  se mueve con una velocidad  v  posee una energía cinética que está dada por la fórmula escrita más arriba.

En esta ecuación, debe haber concordancia entre las unidades empleadas. Todas ellas deben pertenecer al mismo sistema. En el Sistema Internacional (SI), la masa  m se mide en  kilogramo (kg) y  la velocidad  v en  metros partido por segundo ( m / s), con lo cual la energía cinética resulta medida en Joule ( J ).