La energía mecánica se define como la suma de la energía cinética y potencial de un cuerpo. La energía cinética depende de la masa y velocidad del cuerpo, mientras que la energía potencial depende de la masa y posición del cuerpo bajo la influencia de un campo de fuerzas. La energía mecánica total de un sistema aislado se conserva, es decir, permanece constante a lo largo del movimiento.

1. Alumnos:
*Campos Lecuona Alexis
*Carrizales Hernández Arely Maestro: Ernesto
*Galván Villa fuerte Ernesto Yáñez Segura
*Gutiérrez Rmz. Carlos David
*Ibarra Abundis Diana Laura Física 1
*Segura Rosas Alejandro
*Silva Sánchez Eder Paolo 4av-informatica

2. ENERGÍA MECÁNICA
 La energía mecánica es la parte de
la física que estudia el equilibrio y el
movimiento de los cuerpos
sometidos a la acción de fuerzas.
 La energía mecánica se deriva de la
energía cinética y energía potencial

3.  En la mecánica suele decirse que la energía representa “ la capacidad de producir
un trabajo”
 Demostración de la ecuación de la energía mecánica.
 Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de
un cuerpo:
Em = ½ m . v2 + m . g . h
 Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton:
F=m.a
 Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración.
 También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con
aceleración y una de sus fórmulas que lo demuestran
vf2 = vo2 + 2 . a . Δx
 Se parte de un cuerpo que desciende por un plano inclinado liso. La fuerza que
provoca la aceleración con que desciende es la componente x del peso Px
 Se aplica la ley de Newton:

4. Fx = m . a que conlleva m . g . sen b = m . a
 La relación entre las velocidades vf y vo del cuerpo cuando se encuentra a
unas alturas hf y ho es:
vf 2 = vo2 + 2 . a . Δx que conlleva a = (vf2 – vo2)/ 2 . Δx
 Al introducir esto en la segunda ley de Newton:
m . (vf2 – vo2)/ 2 . Δx = m . g . sen b
 Como ho – hf = Δx . sen b
m . (vf2 – vo2)/ 2 = m . g . (ho – hf)
 y separando los momentos inicial y final:
½ m . vo2 + m . g . ho = ½ m . vf2 + m . g . hf
 Esto permite afirmar:
 La energía mecánica de un cuerpo en un instante del movimiento Eo es igual
a la de cualquier otro Ef. La energía mecánica se mantiene constante.

5.  Conservación de la energía mecánica.
Si no hay rozamiento la energía mecánica
siempre se conserva.
Si un cuerpo cae desde una altura se
producirá una conversión de energía potencial
en cinética. La pérdida de cualquiera de las
energías queda compensada con la ganancia
de la otra, por eso siempre la suma de las
energías potencial y cinética en un punto será
igual a la de otro punto.
Em = cte

6.  Ejemplo
CALCULAR LA ENERGÍA MECÁNICA DEL
CARRITO EN EL PUNTO A.

7. La energía mecánica del carrito en el punto A va a ser la suma
de las energías
cinética y potencial.

8. Energía Cinética
 La energía cinética llamada energía en
movimiento es la energía que posee un
cuerpo de masa 2m” y con una velocidad
“v” es dada por la siguiente expresión.
 Ec= mv2
2
Donde:
Ec= Energía cinética
M= Masa
V= Velocidad del móvil

9.  Es un error común creer que por
movimiento se habla de movimiento
lineal v. existe también el movimiento
angular w, y no puede ser ignorado.
Desde un punto de vista formal, la
energía cinética es el trabajo necesario
para acelerar una partícula desde una
velocidad (angular y lineal) nula hasta
una velocidad (angular y lineal) dada.

10.  La energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su
movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del
objeto según la ecuación
 E = (1/2)mv2
 donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al
cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación
 E = (ma)d
 donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de
la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía
potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y
energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.
 Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una
fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se
transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a
determinada altura sobre una superficie se denomina energía
potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en
energía cinética

11.  La energía cinética depende de la masa y
la velocidad del objeto según la ecuación:
E=( 1/2 )mv2
Donde m es la masa del objeto y v2 la
velocidad del mismo elevada al cuadrado.
El valor de E también puede derivarse de la
ecuación:
E= (ma)d
Donde a es la aceleración de la masa m y d
es la distancia a lo largo de la cual se
acelera.

12.  La energía cinética, es la parte de la
energía mecánica de un cuerpo y
corresponde al trabajo o alas
transformaciones que un cuerpo puede
producir, debido a su movimiento, es
decir, todos los cuerpos en movimiento
tienen energía cinética, cuando esta en
reposo, no tiene energía cinética.
 Esta capacidad de realizar cambios, que
poseen los cuerpos en movimientos, se
debe fundamentalmente, a dos factores:
la masa del cuerpo y su velocidad. Un
cuerpo que posee una gran masa, podrá
producir grandes afectos y
transformaciones debido a su
movimiento.

13. Unidades De Medida
 Por tratarse de una energía y como es de suponer la energía
cinética se mide en las mismas unidades que la energía
mecánica: el joule, el erg & el kilowatt-hora.
 A modo de ejemplo, podemos señalar que un cuerpo de 2
kilogramos de masa, que se mueve con una rapidez de
1m/s, tiene una energía cinética de 1 joule.
 Operacionalmente, la forma de determinar la energía
cinética de un cuerpo consiste en multiplicar la mitad de su
masa por el cuadrado de su velocidad.
 El cuadrado de la velocidad del cuerpo, es la velocidad
multiplicada por si misma.
Es decir:
Ec= ½(m*v2)

14. Tipos de energía cinética
 Energía vibracional: esta involucra
movimiento vibratorio sin que el cuerpo
se desplace.
 Energía radiante: la cual se genera al
moverse los electrones dentro de los
átomos a mayor velocidad.
 Energía calórica: la cual se encuentra
íntimamente relacionada con el
movimiento aleatorio de la moléculas.
 Energía rotacional: la cual se
encuentra relacionada con los
cuerpos que rotan

15.  Ejemplo:
 Un cuerpo tiene una mas “m” de 8
kg y lleva una velocidad de 4m
s
Datos: 8 kg
M= 8kg
V= 4m/s
Ec= ? 4m
s

16.  Formula:
Ec = mv2
2
Desarrollo:
Ec= (8kg)(4m/s2) (8kg)(16m2/s2)
2 2
128kgm2/s2
2
Recordando que j=kg/m2, entonces:
Ec= 64 J

17. Energía Potencial
 La energía potencial puede pensarse
como la energía almacenada de un
sistema, o como una medida del trabajo
que un sistema puede entregar.
 Mas rigurosamente la energía potencial
es una magnitud escalar asociado a un
campo de fuerzas

18. Tipos de energía potencial
 Elástica: La que posee un muelle
estirado o comprimido.
 Química: la que posee un combustible,
capaz de liberar calor.
 Eléctrica: la que posee un condensador
cargado, capaz de encender una
lámpara.

19.  Ejemplo: Un automóvil de 1000kg sube
por una pendiente de 30m de longitud,
inclinada a 35°. Si no hay fricción, ¿Cuál
es la energía potencial del automóvil al
termino del recorrido?
 Datos: Formula:
m=1000kg Ep= wh= mgh
d=30m
0=35°
Ep=? *calculamos la altura h de la
pendiente con sen35°= h
d
Despejamos h:
h=sen35°=(30)(sen35°)=17.2

20. Trabajo mecánico
 En física el concepto de trabajo se usa en un
sentido mucho mas restringido.
 Diremos que se efectúa trabajo mecánico
cuando se vence una fuerza a los largo de su
propia línea de acción.
 Este concepto de trabajo implica como
necesarias, las dos condiciones siguientes:

21.  A)una fuerza vencida
 B)un desplazamiento de esta a lo largo
de su línea de acción.
 Por lo tanto no habrá trabajo
mecánico cuando cualquiera de
estos dos factores sea nulo o no exista.

22.  Trabajo=(fuerza
vencida)(desplazamiento)
 Si llamamos T al trabajo, Fala fuerza y
d al desplazamiento, entonces
tendremos la siguiente formula para
medir el trabajo.

23.  El trabajo mecánico efectuado por
una fuerza para mover un cuerpo se
obtiene multiplicando el
desplazamiento por la componente
de la fuerza en la dirección del
desplazamiento.

24. Unidades de trabajo
 En general, de acuerdo con la
formula, una unidad de trabajo se
obtiene multiplicando una unidad de
fuerza por una unidad de longitud.
 En el sistema internacional la unidad se
llama joule.
 Un joule es el trabajo efectuado por la
fuerza de 1 newton al desplazar su
punto de aplicación de 1 m en la
misma dirección y sentido de la fuerza.

25.  Es importante considerar y medir
también, la potencia desarrollada,
en un momento dado, por una
maquina en movimiento.
 Sea F una fuerza continua y
constante que actúa sobre un
cuerpo en movimiento. Si
consideramos un intervalo de
tiempo t,
 Suficiente pequeño como para
estimar instantánea la velocidad y el
camino recorrido d , en ese
intervalo, entonces es:
 T=F ( d)

26.  Ejemplo: ¿Cuál es el trabajo que
desarrolla una persona para mover
una carrito del supermercado si se le
aplica una fuerza constante de 10 N a
un ángulo de 40° para desplazarlo una
distancia de 12m?
 Datos: Formula:
F= 10N T= Fd Cos40°
° = 40°
d = 12m
DESARROLLO:
T= Fd cos40°= (10N)(12m)(cos40°)= 91.92J

27. POTENCIA
 En física, potencia es la cantidad de
trabajo efectuado por unidad de
tiempo. Esto es equivalente ala
velocidad de cambio de energía en
un sistema o al tiempo empleado en
realizar un trabajo, según queda
definido por: P=E/T
 Donde:
 P es la potencia
 E es la energía o trabajo
 T es el tiempo

28.  La unidad de potencia en el sistema
internacional es el vatio, el cual es
equivalente a un joule por segundo.
 Fuera del Sistema internacional
también se utilizan el caballo de
vapor y el horse power (HP),
equivalente a 746 W.

29.  La potencia es el trabajo o
transferencia de energía realizada
en la unidad de tiempo. Se mide en
Watt o Kilowatt

30.  La medición de la potencia puede
hacerse o en la fuente o a cierta
distancia de la fuente, midiendo la
presión que las ondas inducen en el
medio de propagación. En cada
caso respectivo se utilizaría la
unidad de potencia acústica (que
en el sistema internacional es el
vatio, W) o la unidad de presión
(que en el sistema internacional es el
pascal, PA).

31. Tipos de potencia
 Potencia Aparente: es la potencia
que determina la presentación en
corriente de un transformador y resulta
de considerar la tensión aplicada al
consumo por la corriente que este
demanda.
 Potencia activa: es la que se
aprovecha como potencia útil en el
eje del motor, la que se transforma en
calor, etc. Es la potencia realmente
consumida por el cliente y por lo tanto
paga por el uso de la misma.

32. Potencia reactiva:
 Es la potencia que los campos
magnéticos rotantes de los motores o
balastros de iluminación intercambian
con la red eléctrica sin significar un
consumo de potencia útil o activa.

33. Ejemplo:
Un elevador de 300kg sube una altura de 100m en 3 min a
velocidad constante. ¿Cuánto aumenta su en HP.
 Datos: Formulas:
m= 300kg T=Ep=Fh=wh=mgh
h=100m
t=2min P=T / t
Ep=?
P=?(HP)
Desarrollo: El trabajo desarrollado es igual a la energía
potencial, entonces:
Ep=mgh=(300kg)(9.8m/s2)(100m)=2.94 x 10exp5 J
P=T/t= 2.94x10exp5 J =2450W = 2.45 kW
120s
P= 2.45 kW (1.34 HP) = 3.28 HP
1kW

34. MECANICA
Energía Mecánica Energía Cinética Energía
Potencial
La energía almacenada de
Es la capacidad que tiene La capacidad que posee un un sistema, o como una
un cuerpo de realizar cuerpo en movimiento para medida del trabajo que un
movimiento. realizar un trabajo. sistema puede entregar.
Es una magnitud escalar
asociado a un campo de
fuerzas.
F=m.a Ec= ½ mv2
Ep= wh = mgh

35. MECANICA
Trabajo
Potencia Mecánico
se efectúa trabajo
Es la cantidad de mecánico cuando se
trabajo efectuado vence una fuerza a
por unidad de los largo de su propia
tiempo. línea de acción..
P=E/T Trabajo=(fuerza
vencida)(desplazami
ento)

36. Conclusiones:
 Las energía cinética & potencial se
transforman entre si, sus suma se denomina
energía mecánica y en determinadas
condiciones permanece constante.
 En algunas ocasiones un cuerpo puede tener
ambas energías como por ejemplo la piedra
que cae desde un edificio: tiene energía
potencial por que tiene peso y esta a una
altura y al pasar los segundos la ira perdiendo
(disminuye la altura) y posee energía cinética
por que al caer lleva velocidad, que encada
vez ira aumentando gracias ala aceleración
de la gravedad.