La energía está presente en nuestro entorno y es inherente a todos los lugares y actividades cotidianas, como correr, caminar, levantar un teléfono móvil o andar en bicicleta. Facilita las transformaciones dentro de los seres físicos. La energía es una característica que se puede transferir, transportar y almacenar. Además, está sujeta a conversión de una forma a otra y se puede conservar en términos de cantidad, aunque invariablemente se pierde una parte.
En este artículo vamos a contarte qué es la energía cinética y vamos a darte algunos ejemplos para que se entienda de forma fácil.
Qué es la energía cinética y cómo se produce
La energía cinética se refiere a la energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Esta forma de energía depende tanto de la masa del cuerpo como de su velocidad. Representa el potencial de trabajo que permite que un objeto pase de un estado de reposo a un estado de movimiento a una velocidad específica.
La energía cinética surge del propio movimiento y se puede determinar utilizando la fórmula de la energía cinética: la energía cinética es igual a la mitad del producto de la masa (m) por el cuadrado de la velocidad (v). En una forma simplificada, esto se expresa como: Ec = ½ * mv².
Por ejemplo, un cuerpo que permanece en completo reposo posee un coeficiente de energía cinética de 0. Al ponerse en movimiento y experimentar aceleración, la energía cinética del cuerpo aumentará. Sin embargo, para que el cuerpo vuelva al estado de reposo, debe absorber una cantidad de energía equivalente, pero de forma negativa, a la que recibió inicialmente para comenzar su movimiento.
Conversión de energía cinética en energía eléctrica
La conversión de energía cinética en energía eléctrica se produce a través de un dispositivo conocido como generador eléctrico. En este contexto, la energía mecánica, específicamente la energía cinética, se transforma en electricidad. La fuente de energía inicial puede provenir de diversos elementos naturales, como el agua o el viento, que generan movimiento que posteriormente permite al generador producir electricidad.
La energía cinética sirve como medio para producir electricidad o calor. Un ejemplo de la conversión de energía cinética en energía eléctrica lo encontramos en el dinamo de una bicicleta: la rotación de la rueda hace que el dinamo gire, activando así la luz de la bicicleta. En el ámbito de las energías renovables, otro ejemplo es la energía eléctrica generada por mecanismos utilizados en la energía eólica. Este proceso convierte fundamentalmente la energía cinética en energía eléctrica a través del movimiento de las palas situadas en las turbinas eólicas.
Energía cinética según el ámbito de estudio
La energía cinética tiene características dependiendo del ámbito de estudio:
- En la mecánica clásica, la energía cinética de un cuerpo está determinada por su masa y velocidad, que invariablemente será significativamente menor que la velocidad de la luz.
- En el ámbito de la mecánica relativista, se estudian los fenómenos en los que la velocidad de un objeto (v) se aproxima a la de la luz, representada en física por el símbolo c. En tales casos, la ecuación de la energía cinética difiere de la de la mecánica clásica, principalmente porque esta energía depende de la relación entre v y c.
- En el ámbito de la mecánica cuántica, se articulan los eventos relacionados con las partículas subatómicas, incluidos los electrones. Esta teoría exhibe un nivel significativo de complejidad, en el que las cantidades físicas, como la energía cinética, se caracterizan por funciones de onda que denotan probabilidades.
Ejemplos de energía cinética
Vamos a poner algunos ejemplos de energía cinética para que quede bien claro lo que es:
- Cuando una persona pone en movimiento un patinete, se genera energía cinética instantáneamente a medida que el patinete comienza a moverse. En el caso de un jarrón de vidrio en caída libre, las fuerzas gravitacionales ejercen influencia sobre el jarrón, lo que da como resultado la acumulación de energía cinética a medida que desciende. Esta energía finalmente se libera al impactar contra el suelo u otra superficie, lo que hace que el jarrón se rompa.
- Cuando se lanza una pelota, al aplicar fuerza a una pelota estacionaria se produce su aceleración, lo que hace que cubra una distancia específica que se correlaciona con la magnitud de la fuerza aplicada. Durante su movimiento, la pelota genera energía cinética.
- Una piedra que desciende por una ladera genera energía cinética, que depende tanto de la masa de la piedra como de la velocidad que alcanza durante su descenso. De manera similar, el acto de caminar también produce energía cinética, con variaciones influenciadas por el peso de la persona y la velocidad a la que se produce el movimiento. Por ejemplo, si uno corriera en lugar de caminar, la cantidad de energía generada aumentaría significativamente.
- Un vehículo de montaña rusa. En un parque de atracciones, el vehículo de una montaña rusa posee energía potencial hasta el instante en que comienza su descenso, momento en el que su velocidad y su masa contribuyen a aumentar la energía cinética. Esta energía cinética será mayor cuando el vehículo esté ocupado que cuando esté vacío, ya que la masa será significativamente mayor.
- Derribar a una persona al suelo implica una transferencia específica de energía cinética. Cuando corremos hacia un amigo y saltamos sobre él, la energía cinética acumulada durante la carrera superará la de una posición estacionaria. El cuerpo superará su inercia, lo que provocará que el amigo caiga al suelo. Tras el impacto, ambos cuerpos combinarán su energía cinética y finalmente se detendrán al llegar al suelo.
Diferencias entre energía cinética y potencial
La energía se manifiesta en diversas formas, incluidas la térmica, nuclear, electromagnética y mecánica, entre otras. La energía cinética, como hemos mencionado anteriormente, se refiere a la energía que posee un objeto como resultado de su movimiento. Por el contrario, la energía potencial se define como la energía que tiene un objeto debido a su posición; por ejemplo, un objeto situado a una altura posee una mayor energía potencial en comparación con uno ubicado a nivel del suelo, lo que refleja la energía que tiene en reserva.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre la energía cinética y algunos ejemplos.