Calculadora de energía cinética (y energía potencial, trabajo y potencia)
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Resultado
Calcula la energía cinética de un objeto en movimiento, la velocidad correspondiente a una energía cinética dada, o la energía potencial gravitatoria m·g·h. El modo trabajo-energía da el trabajo neto necesario para cambiar la velocidad de un objeto y la fuerza neta media a lo largo de una distancia, y el modo potencia divide el trabajo entre el tiempo. Las velocidades pueden introducirse en m/s, km/h o mph.
Solución paso a paso
Velocidad en m/s
Energía cinética
Misma energía que una caída desde
Fórmulas clave
- Energía cinética
- Ek = ½mv²
- Energía potencial
- Ep = mgh
- Balance de energía
- Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Cómo calcular la energía cinética
- Convierte la velocidad a m/s: divide los km/h entre 3,6, o multiplica las mph por 0,447.
- Usa Ec = ½·m·v² con la masa en kg. El resultado está en julios: 1 J = 1 kg·m²/s².
- La energía potencial gravitatoria cerca de la superficie terrestre es Ep = m·g·h, con g = 9,81 m/s² y la altura h medida desde un nivel de referencia elegido.
- Teorema trabajo-energía: el trabajo neto realizado sobre un objeto es igual a la variación de su energía cinética, W = ½·m·v² − ½·m·v₀². Al dividir entre la distancia se obtiene la fuerza neta media.
- La potencia es la rapidez con que se realiza trabajo: P = W/t, en vatios. Un caballo de vapor mecánico equivale a 745,7 W.
Preguntas y respuestas
¿Por qué la velocidad va al cuadrado?
Porque el trabajo necesario para alcanzar una velocidad crece con la distancia a lo largo de la cual aceleras, y esa distancia crece a su vez con la velocidad. Duplicar la velocidad de un coche da cuatro veces la energía cinética y, aproximadamente, cuatro veces la distancia de frenado.
¿Cuál es la diferencia entre energía cinética y potencial?
La energía cinética es la energía del movimiento, ½·m·v². La energía potencial es energía almacenada que depende de la posición, como m·g·h para la altura o ½·k·x² para un resorte. Sin rozamiento, la energía pasa de una a otra mientras su suma permanece constante.
¿Puede ser negativa la energía cinética?
No. La masa es positiva y la velocidad está al cuadrado, así que Ec ≥ 0. La variación de la energía cinética, y por tanto el trabajo neto, puede ser negativa cuando un objeto frena.
¿Qué significa la altura de caída equivalente?
La altura desde la que tendría que caer el objeto, sin resistencia del aire, para alcanzar la misma velocidad: h = v²/(2g). Un coche a 50 km/h tiene la misma energía cinética que una caída de casi 10 m.
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Practica Trabajo y energía
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