En física, la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con la letra E- o E+ (a veces también T o K).
Energía potencial:
En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra U o Ep.
La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.
Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas. Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
Muelle sin estirar Energía potencial elástica
Ep = 0
Trabajo:
El trabajo es la forma en que los cuerpos intercambian energía cuando existe una fuerza que provoca un desplazamiento. Por ello, si se realiza un trabajo sobre un cuerpo, se modifica su energía mecánica. La variación de la energía cinética a consecuencia del trabajo recibe el nombre de Teorema de las fuerzas vivas.
Principio de la conservación de la energía:
El principio de la conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.
En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Éste fenómeno se conoce con el nombre de Principio de la conservación de la energía mecánica.
La siguiente imagen representa cómo varían las energías cinética y potencial y como se mantiene constante la energía total.
¿Por qué vuelan los aviones?
La respuesta más sencilla sería decir que los aviones vuelan porque están diseñados para volar. De la misma manera que un barco transatlántico, de más de 100.000 toneladas, tiene una determinada forma y diseño interior que le permite mantenerse a flote, un avión tiene una forma que le permite mantenerse en el aire. No se trata de algo mágico. Lo raro y mágico sería que los aviones no pudiesen volar teniendo la forma que tienen. La clave de su forma está en las alas y en el diseño que éstas tienen.
Una respuesta un poco más elaborada sería decir que un avión vuela gracias a un flujo de aire que pasa por las alas. Por lo que ya podemos deducir que, para que un avión vuele, se necesita un flujo de aire, o lo que es lo mismo, una velocidad respecto al aire. Cuando el aire fluye a través de las alas se genera una fuerza hacia arriba, llamada sustentación, que sis es suficiente compensa el peso del avión.
La suspensión del avión en el aire.
Siguiendo con el ejemplo anterior, uno puede comprobar cómo nos resulta más fácil mantener nuestra mano suspendida en el aire cuanto mayor sea la velocidad del vehículo.
Con las alas de un avión ocurre lo mismo: cuanto mayor sea la velocidad respecto al aire, mayor es la fuerza de sustentación. Por este motivo, para despegar, los aviones necesitan una pista en donde poder acelerar hasta alcanzar una determinada velocidad.
También podemos comprobar cómo variando la inclinación en nuestra mano podemos actuar sobre la fuerza que la eleva. Lo mismo ocurre con las alas de los aviones, y esa inclinación es conocida como el ángulo de ataque. Para variar el ángulo de ataque se hace rotar todo el avión, subiendo o bajando el morro, gracias a unas superficies de control situadas en la cola: es lo que se hace en el despegue al alcanzar la velocidad de rotación.
