Energía mecánica: cómo se calcula y tipos

Definición de energía mecánica

La energía mecánica comprende la cantidad de energía que usa un objeto para moverse o para mantenerse en una posición determinada con respecto a la energía potencial cero. 

Fórmula de la energía mecánica: ¿Cómo se calcula?

La fórmula de la energía mecánica es fundamental para entender cómo se conserva la energía en un sistema físico. Se calcula sumando la energía cinética (1/2 * m * v²) y la energía potencial (m * g * h). Esta ecuación muestra cómo la energía total de un sistema se mantiene constante si no hay fuerzas externas realizando traba

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Tipos de energía mecánica:

Los dos tipos de energía mecánica que existen son la energía potencial y la energía cinética. La combinación de ambas energías es el significado de la energía mecánica. 

Energía cinética

La energía cinética es la energía de movimiento de un objeto. Veremos que es todo lo contrario a la energía potencial, ya que la energía cinética se mantiene en un permanente cambio de posición, puesto que se está trasladando de un punto a otro en el espacio.

Energía potencial

La energía potencial es la energía que un objeto tiene reservado de acuerdo a su masa y a la posición fija en la que se encuentra. En otras palabras, la energía potencial se entiende como la capacidad energética de la que un objeto podría llegar a hacer uso si se moviera.

Ejemplos de energía mecánica

Uno de los mejores ejemplos ilustrativos que se pueden emplear para explicar cómo funciona la energía mecánica es el comportamiento de una pelota de baloncesto:

  • La energía potencial de la pelota de baloncesto es, en su caso, la energía potencial gravitacional, que supone el punto más alto que alcanza el objeto después de botar. El instante en que la pelota permanece arriba es la energía potencial más alta. 
  • La energía cinética de la pelota de baloncesto es el movimiento del objeto mientras baja o sube de su trayectoria; es decir, que cuando la pelota se mueve hacia una dirección u otra, gana propulsión, lo que significa que su energía cinética es alta.

Otro ejemplo de energía mecánica es una pistola con balas. Imaginemos que disparamos una bala hacia arriba, mirando al cielo. Esto es lo que pasará desde el principio:

  • La energía potencial de la pistola con balas se hace mayor cuanto más altura ha alcanzado la bala de la pistola, ya que actúa la energía potencial gravitatoria contra la energía cinética, provocando que esta última se reduzca paulatinamente.
  • La energía cinética de la pistola es el momento inicial en que se produce el disparo y la bala sale con la máxima energía cinética. Como la velocidad de la bala se irá haciendo menor cuanto más altura alcance, la energía cinética se hace más baja.

Ventajas y desventajas de la energía mecánica:

Ventajas:

  1. Conservación de Energía: Facilita el análisis de sistemas al mantener la energía total constante.
  2. Aplicación Universal: Se aplica en una amplia gama de sistemas, desde simples máquinas hasta sistemas complejos.

Desventajas:

  1. Simplicidad Limitada: No considera la energía perdida por fricción y otros factores externos.
  2. Condiciones Ideales: Su aplicabilidad puede verse afectada en sistemas reales con fuerzas no conservativas.