Energía mecánica
Que es.
Es la capacidad de aquellos cuerpos de realizar un trabajo. Recordando siempre que la energía no se crea ni se destruye se transforma o se conserva, y por ende la energía mecánica permanece constante al transcurrir el tiempo debido a la acción de interacción de fuerza mecánica entre partículas que están interviniendo en esa fuerza.
Existen dos formas de energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial.
ENERGÍA CINÉTICA: trabajo realizado por fuerzas que ejercen su acción sobre un cuerpo o sistema en movimiento.
ENERGÍA POTENCIAL: energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición de un cuerpo.
ENERGÍA ELÁSTICA Es la capacidad perder y recuperar su forma original de cara a un estímulo externo de los cuerpos.
Principio de Conservación de la Energía Mecánica
Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo
Donde:
E(c) es la energía cinética del sistema.
E(p)es la energía potencial gravitacional del sistema.
E(e) es la energía potencial elástica del sistema.
Además es el principio que rige otras formas de energía como:
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Energía hidráulica. Consiste en aprovechar las caídas de agua para transformar la energía potencial en otras formas de energía.
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Energía eólica. Obtenida por el aprovechamiento de la energía potencial del viento para llevar a cabo otros trabajos.
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Energía mareomotriz. Un tipo de energía cinética aprovechable, contenida en las olas y el movimiento de las mareas.
TRANSMISIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA
Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos dentro de una máquina.
En la generalidad, estas transmisiones se realizan a través de elementos rotantes, ya que la transmisión de energía por rotación ocupa menos espacio que aquella por traslación.
1.- Transmisión por Polea
Ésta es básicamente un disco de material con un comportamiento plástico importante, y un acabado que le proporciona un elevado índice de rozamiento
2. Transmisión por Cadena
En el caso de la transmisión por cadena, el movimiento y la fuerza se transmiten a cierta distanciade los engranes y se conserva el sentido de giro. Cuando rueda y piñón no pueden estar juntos se puede utilizar una conexión entre ellos inspirada exactamente en la misma idea que la transmisión por correa, pero manteniendo la pauta del dentado.
3.- Transmisión con Correa
Consta de una cinta colocada con tensión en dos poleas: una motriz y otra movida. Al moverse, la cinta trasmite energía desde la polea motriz a la polea movida por medio del rozamiento que surge entre la correa y las poleas. Durante la transmisión del movimiento, en un régimen de velocidad uniforme, el momento producido por las fuerzas de rozamiento en las poleas (en el contacto correa-polea) será igual al momento motriz en el árbol conductor y al del momento resistivo en el árbol conducido
4.- Transmisión por Engranaje
La fricción no es suficiente para garantizar la ausencia de deslizamiento entre las partes. Dotando a cada polea de un número de muescas determinado la relación de vueltas queda controlada deforma absoluta porque solo habría lugar a deslizamiento en caso de rotura de algún diente. Nos encontramos con el principio del engranaje, que básicamente consta de dos engranes: La ruedamotora y el piñón receptor
5.- Transmisión por Husillo
La transmisión por husillo, llamada sinfín, se aplica cuando la relación de velocidades entre motor y piñón es grande.
6.- Transmisión por Cardan
Es una transferencia de movimiento giratorio a eje partido, esto es, independiente del ángulo que forman el motor y el receptor. Al eje truncado se le dota de dos juegos de giro, mediante una cruz, situados perpendicularmente entre sí. La prolongación de los dos semiejes y los situados en la cruz coinciden en un punto, lo que significa que, sea cual sea el ángulo que formen entre sí los ejes principales A y B, las dimensiones entre los puntos de sujeción permanecen iguales.
APLICACIONES
Centrales generadoras hidroeléctricas.
Emplazadas en las grandes cascadas o caídas de ríos, que garantizan un flujo constante de agua en movimiento, las plantas hidroeléctricas generan electricidad a partir de la energía mecánica contenida en el impacto del agua sobre las turbinas.
El mecanismo de los relojes de aguja.
Los relojes funcionan en base a un conjunto de engranajes que transmiten la electricidad de las baterías al sistema de las distintas manecillas, que interactúa entre sí de manera coordinada y transmita oportunamente el movimiento (energía cinética) del segundero al minutero y el de éste a su vez al horario.
El pedaleo de la bicicleta.
Las bicicletas operan en base a la transmisión de la energía cinética de las piernas del ciclista (y por lo tanto su fuerza capaz de vencer la resistencia del sistema) a las ruedas del vehículo, incrementando o disminuyendo así la energía mecánica debido a la energía potencial de la bicicleta dependiendo de si esté en bajada o en subida.
Los molinos de viento.
Estos aparatos convierten la energía cinética del viento, que empuja sus aspas, en otras formas de energía mecánica que movilizan la rueda y activan el engranaje que muele los granos en su interior.