La energía mecánica

Esto parece un columpio. Sí, lo es. Pero no solo es eso. También es un experimento de física. Cuando el columpio está en esta posición, se carga de energía.

Como está situado tan alto, se puede mover hacia abajo sin que tengamos que añadir nada de energía. Tenemos una posibilidad, un potencial, para liberar esta energía. Así que podemos llamarla energía potencial. Soltamos el columpio y liberamos la energía potencial. ¡Hagamos una pausa aquí! Ahora, con el columpio en su posición más baja, no hay energía potencial en absoluto.

Pero está en movimiento, por lo que tiene otra forma de energía: la energía del movimiento, o, usando un término apropiado, la energía cinética. Continuemos con el vídeo. ¡Parémoslo aquí! La energía cinética empujó el columpio hacia adelante y hacia arriba en contra de la fuerza de gravedad. ¿Qué tipo de energía tiene ahora el columpio? ¡Energía potencial! La energía en el columpio está cambiando entre potencial y cinética, hacia atrás y hacia delante. En su punto alto, solo tiene energía potencial.

Y en su punto bajo solo tiene energía cinética. Veamos este diagrama: cuando la energía potencial está en su punto más alto, la energía cinética está en su nivel más bajo. Y viceversa. La energía total del columpio (la que se obtiene si se suma la energía potencial y la cinética) es constante. Se conserva.

Y ésta recibe el nombre de energía mecánica. La energía mecánica es igual a la energía potencial más la cinética. Y la energía mecánica se conserva. Bueno, no se conserva del todo. Cuando el columpio se mueve hacia adelante y hacia atrás, se desacelera un poco, por la fricción y la resistencia al aire.

Luego, parte de la energía cinética se convierte en calor. Es por eso que el columpio se detiene después de un tiempo, a menos que lo empujes, claro. Pero luego lo recargas con energía cinética nueva. Por lo tanto, podemos decir que: la energía mecánica en un sistema se conserva, salvo que pueda reducirse por fricción, y puede modificarse por fuerzas externas. Aquí vemos una montaña rusa.

O, para nosotros, un buen ejemplo de la conservación de la energía mecánica. En primer lugar, subimos los coches hasta la cima de una montaña. Ahora están completamente cargados de energía potencial. Entonces los dejamos ir, y la gravedad hace su trabajo. Ciiiiiinética.

Poteeeencial. Ciiiinética. Energía potenciaaaaaal. Cinética - potencial - cinética. Una montaña rusa tiene solo un poco de fricción y de resistencia al aire, por lo que la energía mecánica es casi constante.

Aquí podemos ver otro experimento: un tirachinas. ¿Qué pasa si Kim lanza el tirachinas justo aquí? ¡Vaya! Esto también es energía potencial. Pero funciona un poco diferente. La energía potencial que vimos en el columpio y en la montaña rusa dependía de la altura a la que estuvieran esos objetos. Había un potencial que descendía por la gravedad.

Por eso la denominamos energía potencial gravitatoria. Pero la energía potencial del tirachinas no tiene nada que ver con la gravedad. Aquí la energía se almacena en una banda elástica estirada. Es la energía potencial elástica. Y ésta, asimismo, se puede convertir en energía cinética. ¡Aaaaaaaaah!

Energía potencial más energía cinética es igual a energía mecánica.