CONSULTA

Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.
Características de la energía.: 

Elementos naturales y artificiales para producir energía eléctrica.: Las energías naturales son aquellas que están disponibles en la naturaleza sin la intervención del hombre. También se llaman energía primaria. Estos recursos no sufren ninguna modificación química o física para su uso energético.


Las energías artificiales son los productos energéticos obtenidos a través de un proceso de transformación química o física. Se denominan también secundarios porque se obtienen como producto secundario de una fuente energética natural.









Tanto las energías naturales como las artificiales puede clasificarse en:

Renovables: Son aquellas que no se agotan o que pueden fabricarse con mayor rapidez que con la que se consumen.
No renovables: Son aquellas que no pueden fabricarse o bien que su fabricación es significativamente más lenta que su consumo.
Ejemplos de energía natural o primaria



Energía cinética de las corrientes de agua (renovable). El movimiento del agua tiene energía cinética. Si bien esa energía puede utilizarse para convertirse en energía secundaria, como en una central hidroeléctrica, también puede utilizarse como energía primaria. Por ejemplo:
Maderada: una forma de transportar troncos de madera soltándolos en los ríos, y dejando que floten desde el lugar en que son cortados hasta un punto de almacenamiento río abajo.
Embarcaciones: incluso si utilizan una propulsión a motor o a remo, las embarcaciones pueden aprovechar la energía cinética de las corrientes de agua, tanto marinas como fluviales.
Molinos de agua: la energía cinética del agua se convierte en energía mecánica que mueve las palas de las ruedas de molino que hacen girar “muelas” (piedras redondeadas) que convierten el grano en harina.
La energía calorífica del sol (renovable): El sol nos ofrece calor sin ninguna intervención del hombre. Esta energía la aprovechamos diariamente al ubicarnos bajo el sol cuando tenemos frío. Además puede aprovecharse con la construcción de invernaderos, concentrando ese calor y favoreciendo el crecimiento de plantas que necesitan temperaturas y humedades altas.
Energía lumínica del sol (renovable): Es la energía que utilizamos en los cultivos, ya que las plantas la convierten en energía química a través de la fotosíntesis. Además, la utilizamos para iluminar nuestros hogares a través de ventanas y techos vidriados.
Radiación solar electromagnética (renovable): Es la sumatoria de la energía lumínica y calorífica del sol. Es un tipo de energía natural que puede transformarse en energía eléctrica (artificial) a través de células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos.
Energía cinética del viento (renovable): Las corrientes de aire (viento) tienen una energía cinética que se convierte en energía mecánica al mover las aspas de dispositivos que habitualmente conocemos como molinos. En los aerogeneradores, esta energía se convierte en energía eléctrica (artificial). Pero también puede utilizarse como energía mecánica:
Molinos de bombeo: el movimiento mecánico se utiliza para bombear agua subterránea a la superficie. Son utilizados para el riego de plantaciones, principalmente en lugares donde no hay acceso a redes eléctricas.
Molinos de viento: de la misma forma que los molinos de agua, se utiliza la energía mecánica para convertir los granos en harina.
Energía humana y animal: La fuerza física de los seres humanos y de los animales se utiliza directamente:
Arado: todavía en algunos lugares del mundo se continúa utilizando el arado “a sangre”, es decir que es tirado por un animal.
Molinillo de café: actualmente suele molerse el café con molinos eléctricos. Sin embargo, todavía pueden utilizarse aparatos manuales.
Energía eléctrica natural (renovable): Aunque puede utilizarse la energía del agua, del viento y del sol para convertirla en electricidad, la misma también se encuentra en la naturaleza en las tormentas eléctricas. Actualmente existe un proyecto arquitectónico llamado Hydra que apunta a aprovechar la energía de los rayos.
Biomasa: Es un tipo de energía que sólo es renovable en algunos casos. Utilizar madera (energía química) para convertirla en energía calorífica (en fogatas) no es sostenible a largo plazo, debido a la rápida disminución de los bosques a nivel global. Sin embargo, otras formas energéticas de la biomasa, como cultivos de girasol para convertirlas en biodiesel, sí es una forma renovable y sostenible de energía natural.
Hidrocarburos (no renovable): El gas natural y el petróleo son energías químicas naturales. El gas se utiliza como energía calórica, sin realizar cambios. También se lo convierte en electricidad (energía artificial). El petróleo es una fuente natural pero se lo utiliza en sus formas artificiales, como la gasolina o el gasoil.
Ejemplos de energía artificial o secundaria



Electricidad: La electricidad puede obtenerse de diversas fuentes primarias:
Energía hidroeléctrica (renovable)
Energía solar (renovable)
Energía química (no renovable): se utilizan los derivados del petróleo que se queman en un motor o turbina. Una de las desventajas de este método, además de no ser renovable, es que emite gases tóxicos a la atmósfera.
Energía atómica: se utiliza la energía natural nuclear.
Energía cinética: algunos tipos de linternas se cargan a través de un dínamo que puede operarse manualmente.
Gasolinas: Son los derivados del petróleo (energía natural) que han sido modificados químicamente para permitir su uso directo.

Fuerza y movimiento.: El movimiento tiene que ver con la sensación de desplazamiento rápido, como ver una moto o un auto a gran velocidad, pero es provocado por un efecto invisible, que actúa sobre los cuerpos, llamado fuerza .

Fuerza y movimiento son dos eventos físicos que están ligados. Pero, aunque la fuerza puede manifestarse sola, el movimiento no es posible sin el concurso de una fuerza.

Como la fuerza es invisible, alguno de los efectos producidos por esta, también son invisibles.

Dos fuerzas aplicadas, pero no hay movimiento.


¿Que es una fuerza?:

La fuerza se relaciona con la acción que ejerce un cuerpo sobre otro (locomotora que ejerce fuerza para mover sus vagones o barra de acero posada sobre una mesa). Los objetos son los que poseen la capacidad de ejercer fuerzas a causa de algún tipo de interacción.

Leyes de movimiento.:
Primera ley de Newton o ley de la inercia

En esta primera ley, Newton expone que “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él”.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme , a menos que se aplique una fuerza neta sobre él. Newton toma en cuenta, sí, que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva.

Por ejemplo, los proyectiles continúan en su movimiento mientras no sean retardados por la resistencia del aire e impulsados hacia abajo por la fuerza de gravedad.





La situación es similar a la de una piedra que gira amarrada al extremo de una cuerda y que sujetamos de su otro extremo. Si la cuerda se corta, cesa de ejercerse la fuerza centrípeta y la piedra vuela alejándose en una línea recta tangencial a la circunferencia que describía (Tangente: es una recta que toca a una curva sin cortarla). (Figura 2) .
Segunda ley de Newton o ley de aceleración o ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve”.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección.





En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

Ejemplo: Si un carro de tren en movimiento (Figura 3) , con una carga, se detiene súbitamente sobre sus rieles, porque tropezó con un obstáculo, su carga tiende a seguir desplazándose con la misma velocidad y dirección que tenía en el momento del choque.

Otro ejemplo puede ser: una pelota de fútbol impulsada con una velocidad determinada hacia arriba (según la línea roja segmentada del dibujo, figura 4 ), seguiría en esa misma dirección si no hubiesen fuerzas que tienden a modificar estas condiciones.

Estas fuerzas son la fuerza de gravedad terrestre que actúa de forma permanente y está representada por las pesas en el dibujo, y que son las que modifican la trayectoria original. Por otra parte, también el roce del aire disminuye la velocidad inicial.





Otro ejemplo: Si queremos darle la misma aceleración, o sea, alcanzar la misma velocidad en un determinado tiempo, a un automóvil grande y a uno pequeño (Figura 5) , necesitaremos mayor fuerza y potencia para acelerar el grande, por tener mayor masa que el más chico.





Si un caballo tira de una piedra unida a una cuerda (Figura 6) , el caballo es igualmente tirado por la piedra hacia atrás; porque la cuerda, tendiendo por el esfuerzo a soltarse, tirará del caballo hacia la piedra tanto como la piedra lo haga hacia el caballo, e impedirá el progreso de uno tanto como avanza el otro.






Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

Enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta".

En términos más explícitos: La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.

Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.Clases de movimiento.
Cinética.: Antes de proceder a determinar el significado del término cinética, vamos a proceder a descubrir el origen etimológico del mismo. En concreto, deriva del griego, exactamente es fruto de la suma de estos dos componentes:

-El sustantivo “kinesis”, que puede traducirse como “movimiento”.
-El sufijo “-tikos” o “-tika”, que se utiliza para indicar “relativo a”.




La idea de cinética tiene varios usos. En el terreno de la física, se emplea para aludir a aquello vinculado al movimiento.

Concretamente, se llama cinética o cinemática a la especialidad de la física centrada en el análisis del movimiento, dejando de lado el estudio de las fuerzas que lo originan. La cinética, en este marco, suele estudiar la trayectoria de un cuerpo en movimiento en función del tiempo.


La aceleración y la velocidadson las magnitudes más habituales con las que trabaja la cinética. Estos datos permiten la descripción de los cambios en la posición del cuerpo a medida que pasa el tiempo. La velocidad se calcula dividiendo el espacio recorrido y el tiempo empleado: si un objeto recorrió doscientos kilómetros en dos horas, su velocidad media es de 100 kilómetros por hora. La aceleración, por su parte, se obtiene al dividir el cambio de velocidad y el tiempo que se usó.

De la misma manera, no podemos pasar por alto la existencia de lo que se conoce como cinética enzimática. Este es un término que se utiliza para referirse a la disciplina que viene a estudiar lo que es la velocidad de las reacciones químicas que tienen la particularidad de ser catalizadas por enzimas.

En concreto, es capaz de ofrecer datos de importancia sobre la especificidad de la enzima en cuestión y también sobre lo que es el mecanismo de la llamada reacción catalítica.

En este tipo de disciplina cobran especial relevancia términos y conceptos tales como la curva de avance de la reacción, la velocidad inicial de reacción o el efecto de la concentración inicial, entre otros.

Dentro de la cinética enzimática tenemos que establecer que es muy importante lo que se conoce como cinética de Michaelis Menten, también conocida como teoría general de las enzimas. Se trata de una idea propuesta por Michaelis y Maunt Menten a principios del siglo XX, concretamente en el año 1903. La idea era que las enzimas vienen a modificarse con su sustrato para así poder formar un complejo.

Se denomina energía cinética, por otra parte, a la energía que tiene un cuerpo a partir de su movimiento. Cuando un cuerpo está en reposo, para acelerarlo hasta una cierta velocidad se necesita un determinado trabajo. Esa energía que se obtiene en la aceleración, es conservada por el cuerpo como energía cinética hasta que modifique su velocidad.

Inercia y razonamiento.: Vivimos rodeados de aire. La superficie de la tierra es el fondo de un gran océano de aire, que es la atmósfera, en el que se desarrolla toda nuestra vida. Y se ha desarrollado siempre, no sólo desde los orígenes de la humanidad sino de la vida misma. Esto hace que estemos tan adaptados a ese entorno que nos resulta prácticamente imperceptible. Si no fuera por el viento, hasta nos resultaría difícil encontrar pruebas de su existencia. Es especialmente interesante su invisibilidad, pero eso lo dejaremos para otro día, hoy nos interesa el rozamiento.



Una de las razones de que la física del movimiento resulte tan poco intuitiva, seguramente la principal, es que en la realidad cotidiana todo lo que se mueve lo hace con rozamiento (con el aire y con la superficie por la que se desplaza el móvil). Sin embargo las leyes del movimiento describen lo que ocurriría sin rozamiento. Galileo fue el primer científico que tuvo la visión de suponer un movimiento ideal, sin rozamiento, e introducir éste después como un efecto extra que estropeaba un poco las cosas.

La ley de la inercia dice que "todo cuerpo tiende a permanecer en el estado de movimiento en que se encuentre, en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme" (ahora que lo escribo me doy cuenta de la cantidad de jerga que se utiliza aún para los enunciados más sencillos). Según esta ley si algo se está moviendo en linea recta y con velocidad constante, seguirá haciéndolo indefinidamente. Lo cual todos sabemos que es mentira, y además por mucho: las cosas se paran enseguida. Y claro, cuando se dice que eso "es por el rozamiento" hay que creérselo. De alguna forma estamos proponiendo una ley que no se cumple y echándole la culpa del incumplimiento a algo misterioso (que tampoco se ve fácilmente) y que mágicamente tiene la magnitud justa para reconciliar la ley con el comportamiento observado. En esta explicación el rozamiento es tan creíble como como un fantasma. Afortunadamente existen situaciones en las que las leyes del movimiento se cumplen con una perfección extraordinaria: los movimientos de los cuerpos celestes, que se desplazan en un entorno casi sin rozamiento o los movimientos de partículas subatómicas (como los electrones que generaban la imagen en las teles de antes, las del culo gordo).

Para darse cuenta de lo grande que es el rozamiento cotidiano propongo los siguientes vídeos. En ambos se produce un movimiento de giro de piezas metálicas sobre vidrio, con una superficie de contacto mínima, y entre superficies duras, que rozan muy poco entre sí. En el primer caso es un disco (llamado disco de Euler, pero que no lo inventó Euler) que gira de una forma particular, apoyándose en un punto cada vez, lo que minimiza mucho el rozamiento. Eso hace que el disco se mueva mucho más tiempo del que esperaríamos intuitivamente. Es un sistema con un rozamiento muy inferior al habitual:

Más llamativo aún es el caso de dos esferas metálicas soldads que se ponen a girar ("bolas huracán" les llaman). Por un lado es curiosísimo el efecto de aceleración que les produce soplar por un tubo fino, y por otro resultan fantásticas las reflexiones de la luz, creando unos efectos visuales muy llamativos.

Los detalles del movimiento de los dos sistemas (el disco y las bolas) no son sencillos, pero son buenos ejemplos de lo largo que se hace el movimiento cuando el rozamiento es mucho más bajo de lo habitual.