7. Para aprender hazlo tú

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1. Dime qué eres y te diré qué energía tienes

Molino Muelles bici
1 2
Bidón Volcán
3 4
Imágenes en Pixabay: 1, 2, 3, 4 . Dominio público

Aunque la energía es "una", se manifiesta a nuestro alrededor de muchísimas formas y tenemos la mala (o buena) costumbre de utilizar un nombre distinto para cada una de las manifestaciones de la energía.

En este ejercicio vas a comprobar si reconoces algunos de los nombres con los que nos solemos referir a la energía y si eres capaz de relacionarlos con algunas situaciones cotidianas.

En la siguiente tabla se describen algunos sistemas físicos y algunas situaciones. Debes completarla escogiendo al lado el tipo de energía que se pone de manifiesto en cada sistema o situación.

Recuerda los distintos tipos de energía estudiados: solar, química, nuclear, térmica, lumínica, cinética, sonora, potencial elástica, potencial gravitatoria, electromagnética, eléctrica.

¡¡Ojo, no todos los tipos de energía mencionados arriba tienes que utilizarlos!!

Sistema o situación Tipo de energía
Muelles del sistema de amortiguación de una bici.
Ladrillo a punto de caerse del borde de un tejado.
Piedra lanzada a gran velocidad.
Olla de agua que lleva un rato al fuego.
Batería del coche.
Olas que rompen contra un acantilado.
Bidón lleno de gasolina.
Lo que hace moverse a los molinos que atacaba D. Quijote.
Volcán que entra en erupción.
Cilindro de 1 kg de uranio-235.

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Actividad de lectura

2. ¿En qué unidades lo expreso?

Contador de la luz
Imagen en Flickr de Mike Carney. Licencia cc

Has aprendido en este tema que la energía se puede medir en diferentes unidades y también cuáles son las más utilizadas (aunque hay muchas más).

Las tres unidades que has estudiado en el tema ni son igual de grandes ni se suelen usar en las mismas situaciones. En este ejercicio tendrás que manejarlas y practicar cómo cambiar de una a otra. Se trata de que expreses las siguientes cantidades de energía en la unidad que te parezca más correcta y lo escribas en la columna correspondiente de la tabla siguiente.

En cada caso, indica con claridad todos los razonamientos y todas las cuentas que has tenido que hacer para realizar el ejercicio.

Alimento Contenido energético en unidades del sistema internacional Contenido energético en la unidad elegida
Yogur desnatado 526680
Consumo eléctrico medio mensual por hogar 1308600000

Actividad de lectura


3. ¡Cuidado, modera tu velocidad!

Auto empotrado en vivienda
Imagen en Pixabay de webandy. Dominio público

Aunque has visto que la energía se nos presenta de muchas formas distintas y recibe muchos nombres diferentes, en el fondo, todas esas formas son manifestaciones de dos formas básicas de energía: la energía cinética (asociada al movimiento) y la energía potencial (asociada a la posición).

En los contenidos has estudiado con cierta profundidad tanto la energía cinética como un tipo de energía potencial asociada a la altura, la energía potencial gravitatoria. En este ejercicio tendrás que usar sus fórmulas para resolver un par de problemas muy ilustrativos relacionados con la velocidad al volante.

  1. Imagina que un coche de 1532 kg de masa viaja a una velocidad de 108 km/h y choca frontalmente con un muro.  Ese coche tendrá un montón de energía cinética. Calcula cuánta.  Sugerencia: en este problema el uso de la calculadora te ahorrará tiempo.  En el siguiente vídeo de elaboración propia  tienes un corto tutorial.

  2. Imagina ahora que ese mismo coche (bueno, ese no, que se ha destrozado; otro coche idéntico) se eleva con una grúa hasta cierta altura y luego se deja caer para que impacte sobre el suelo. ¿A qué altura hay que subirlo para que al chocar contra el suelo los efectos sean los mismos que cuando chocó contra el muro?

Actividad desplegable

Veamos qué tal aplicas el Principio de Conservación de la Energía.

Vamos a estudiar la siguiente situación donde suponemos que no hay rozamiento.

Un patinador se encuentra en la parte más alta de una pista de skate, se deja caer y conforme va bajando su rapidez va aumentando hasta alcanzar el máximo valor a la parte más baja.  A partir de ese punto empieza a ascender por la parte derecha de la pista y según sube va disminuyendo la velocidad hasta que llega a la zona más alta de la derecha donde se para momentáneamente antes de iniciar un nuevo descenso.

En la siguiente aplicación interactiva haz clic en Introducción, pulsa pausa, arrastra el skater al lugar que aparece en la imagen y selecciona todo aquello que está en la imagen "Indicaciones" señalado con una flecha roja:

indicaciones

Indicaciones

(elaboración propia)

Aplicación interactiva de PhET

Ahora es el momento de comenzar el experimento.  Haz clic en play

Fíjate detenidamente cómo va variando el gráfico de barras de la energía dependiendo del lugar donde se halle el patinador.

¿Eres capaz de relacionar cada una de las gráficas de barras de la energía siguientes con las posiciones ofrecidas en las que se podía encontrar el patinador? Puedes ayudarte parando el movimiento con pausa

posiciones patinador
Imagen elaboración propia

Imagen elaboración propia
gráficas

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Actividad desplegable

Vayamos a un caso más real. Ahora suponemos que hay rozamiento.

En la misma aplicación interactiva haz clic en Fricción, pulsa pausa, arrastra el skater al lugar que aparece en la imagen y selecciona todo aquello que está en la imagen "Indicaciones" señalado con una flecha roja:

indicaciones

Indicaciones

(elaboración propia)

Aplicación interactiva de PhET 

Comienza el experimento. Haz clic en play

Fíjate detenidamente cómo va variando el gráfico de barras de la energía dependiendo del lugar donde se halle el patinador. Aparece un nueva barra naranja que en la situación sin rozamiento  no aparecía.

Observa la imagen capturada en un instante del movimiento. Presta atención al gráfico de barras y completa:

posición patinador con rozamiento
Captura de imagen de PhET

  • la energía mecánica se ha disipado en energía
  • Su velocidad es
  • Su energía potencial es
  • Su energía cinética es
  •  El patinador está

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