La Energía mecánica es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. Puede ser de dos tipos: Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica):
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Podríamos agrupar los elementos que forman los mecanismos y sistemas mecánicos en tres grandes bloques:
1. Bloque motriz o bloque de entrada: recibe la fuerza motriz, (hidráulica, humana, mecánica,…), y pone en marcha el movimiento del sistema mecánico.
2. Bloque transmisor o Mecanismo propiamente: recibe, transmite y modifica el movimiento y las fuerzas que le proporcionan los dispositivos del bloque de entrada, conduciéndolos hasta el bloque de salida.
3. Sistema receptor o sistema de salida: Son el conjunto de elementos conducidos que reciben el movimiento y las fuerzas del bloque transmisor y realizan el trabajo en la salida del sistema para el cual el sistema mecánico fue concebido.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA MECÁNICA
– VENTAJAS DE LA ENERGÍA MECÁNICA: Dentro de las ventajas de este tipo de energía tenemos sobre todo, vemos que es una de las energías más económicas de generar, fácil de obtener y es autónoma porque no depende de ninguna otra energía para poder generar la potencia, es mucho más eficiente que un trabajo manual y es bastante seguro.
– DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA MECÁNICA:
Una de las mayores desventajas, es sobre todo el elevado costo, necesitando de un mantenimiento constante, las maquinarias pueden llegar a ser bastante pesadas, y muchas veces con el paso del tiempo deben ser sustituidas, porque quedan como maquinarias obsoletas, el desgaste térmico acelerado, existe un costo importante en el tema de reparación o sustitución de la maquina y se requiere capacitar, o especializar al personal que va a estar encargado de dicha máquina
EJEMPLOS DE ENERGÍA MECÁNICA
Existen varias maneras de poder generar energía, a continuación te presentamos algunos ejemplos de la transformación de la energía mecánica y de que maneras muchas veces se aprovecha la energía potencial.
1. PLANTA HIDROELÉCTRICA
Una planta hidroeléctrica es un claro ejemplo de conversión de energía mecánica a energía eléctrica. La energía mecánica del agua que cae desde una cascada se utiliza para rotar las turbinas que se encuentran presentes en el fondo de la cascada y la rotación de estas turbinas se usa para poder generar la electricidad.
2. MÁQUINAS DE VAPOR
Los motores de las máquinas que funcionan con vapor, básicamente utilizan la energía térmica. Esta energía térmica se convierte en energía mecánica que se utiliza para hacer funcionar las locomotoras; este es un ejemplo de conversión de energía térmica en energía mecánica.
3. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
En un motor de combustión interna, la energía química se convierte posteriormente en energía mecánica. Esta conversión se logra en el momento que se va quemando el combustible. En este caso la energía mecánica se usa principalmente para poner el vehículo en movimiento.
4. MOLINOS DE VIENTO
Los molinos de viento se utilizan en la generación de electricidad. La energía cinética de los vientos hace que las cuchillas giren automáticamente. Los molinos de viento convierten esta energía cinética de los vientos en energía eléctrica.
5. UN JUEGO DE BILLAR
Al jugar al billar, la energía mecánica del taco se transfiere a la bola de billar. Esto hace que la bola de la mesa se mueva y cubra cierta distancia antes de que vaya a detenerse.
6. MOTOR ELÉCTRICO
Un motor eléctrico se utiliza para la conversión de energía eléctrica en una forma utilizable de energía mecánica. Este proceso es exactamente opuesto al de un generador. Estos motores eléctricos se utilizan por ejemplo en los ventiladores.
7. LOCOMOTORA
La energía eléctrica se usa en motores de locomotora donde se convierte posteriormente en energía mecánica. Esta energía mecánica se presenta en forma de energía cinética de una locomotora o un vehículo en movimiento.
8. BALA
Una bala en movimiento tiene energía cinética. Una parte de esta energía cinética se convierte en energía térmica.
9. UNA PISTOLA DE DARDOS
Una pistola de dardos puede almacenar energía mecánica en forma de energía elástica. La pistola de dardos tiene un resorte que puede almacenar la energía elástica cuando está en una posición comprimida. Esta energía, cuando el resorte se relaja, hace que el dardo se mueva. De esta manera, se convierte la energía elástica del muelle, en energía cinética del dardo en movimiento.
Salvo en condiciones de espacio vacío (como ocurre en el espacio exterior a la atmósfera terrestre), los cuerpos se mueven en presencia de fuerzas de rozamiento que se oponen al movimiento y que tienden, por tanto, a frenarlo. Estas fuerzas se denominan también disipativas porque restan energía cinética a los cuerpos en movimiento y la disipan o desperdician en forma de calor.
El que sobre un cuerpo actúen fuerzas de rozamiento significa, desde el punto de vista de la energía en juego, que se produce una pérdida continua de energía mecánica la cual es transformada en energía calorífica. En tales casos la conservación de la energía mecánica deja de verificarse y con el tiempo toda la energía mecánica inicial termina disipándose.
El término energía solar se refiere al aprovechamiento de la energía que proviene del Sol. Se trata de un tipo de energía renovable. La energía contenida en el Sol es tan abundante que se considera inagotable. El Sol lleva 5 mil millones de años emitiendo radiación solar y se calcula que todavía no ha llegado al 50% de de su existencia.
La energía solar, además de ser una fuente de energía renovable, es una energía limpia y supone una alternativa a otros tipos de energía no renovables como la energía fósil o la energía nuclear.
La energía solar es la energía contenida en la radiación solar. Este tipo de energía renovable se genera mediante reacciones de fusión nuclear en el Sol. La radiación viaja hacia la Tierra mediante ondas electromagnéticas y, posteriormente, puede ser aprovechada.
La energía solar se puede aprovechar en forma de energía térmica o energía eléctrica, para su consumo posterior allá donde se necesite. Cuando se trata de energía térmica obtenemos calor para calentar un fluido.
El elemento encargado de captar la radiación solar y transformarla en energía útil es el panel solar. Los paneles solares pueden ser de distintos tipos dependiendo del mecanismo escogido para el aprovechamiento de la energía solar:
Mediante captadores solares térmicos (energía solar térmica)
Mediante módulos fotovoltaicos (energía solar fotovoltaica)
Sin ningún elemento externo (energía solar pasiva)
TIPOS DE ENERGÍA SOLAR
- La energía solar fotovoltaica.
- La energía solar térmica.
- La energía solar pasiva.
La energía solar fotovoltaica aprovecha el efecto fotovoltaico para generar una corriente eléctrica. La corriente que generan los paneles solares es corriente continua que mediante un convertidor de corriente se puede transformar en corriente continua.
La corriente eléctrica generada por los módulos fotovoltaicos se puede utilizar para suministrar electricidad en instalaciones autónomas o se puede utilizar para suministrarla directamente a la red eléctrica.
ENERGÍA TERMOSOLAR
La energía solar térmica también se puede llamar termosolar. Este tipo de energía es otra forma de aprovechamiento muy habitual y económico. Su funcionamiento se basa en el aprovechamiento de la radiación solar para calentar agua mediante colectores solares.
Los colectores solares aumentan la temperatura del fluido aumentando su energía interna. De esta forma es fácil transportar la energía térmica generada y utilizarla donde se necesite: se podrá utilizar para obtener agua caliente sanitaria o para la calefacción de una vivienda.
ENERGÍA SOLAR PASIVA
Los sitemas pasivos aprovechan la radiación solar sin la utilización de ningún dispositivo o aparato intermedio. Esta técnica se realiza mediante la adecuada ubicación, diseño y orientación de los edificios. El objetivo es emplear correctamente las propiedades de los materiales y los elementos arquitectónicos de los mismos:
- Aislamientos,
- Tipo de cubiertas
- Protecciones, etc.
Aplicando criterios de arquitectura bioclimática se puede reducir significativamente la necesidad de climatizar los edificios y de iluminarlos.
La energía solar pasiva es el método más antiguo de aprovechamiento de la radiación solar. Se trata del método que ya utilizaban las culturas antiguas tal y como se explica en historia de la energía solar
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ELECTRICIDAD
La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con el movimiento de los electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material conductor.
La electricidad es un fenómeno íntimamente ligado en la materia y a la vida. Todo lo que vemos en nuestro alrededor -y también lo que no vemos- está integrado miedo electrones, partículas que giran vuelvo a los núcleos atómicos.
LA CARGA ELÉCTRICA
En la física moderna, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las interacciones electrostáticas.
Es probable que hayas escuchado una especie de chasquido cuando te quitas un saco de lana que ha tenido contacto con tu pelo. Este efecto se produce debido a la carga eléctrica. Efectos como este fueron descubiertos en la antigüedad por TALES DE MILETOS (siglo V a.c) quien observó cómo el ámbar, después de ser frotado con el pelo de animal, atraía objetos livianos. Debido a que la palabra ámbar en griego significa "electrón", a los fenómenos relacionados con el comportamiento eléctrico de la materia se les llama eléctricos.
CARGA POSITIVA Y CARGA NEGATIVA
Benjamín Franklin demostró a través de experimentos la presencia de cargas eléctricas positivas y negativas. Hoy sabemos que el origen de las cargas eléctricas está en el átomo, el cual posee unas partículas llamadas protones, neutrones y electrones.
En el núcleo de un átomo se encuentran las cargas positivas (protones) y unas que están proporcionalmente cargadas positiva y negativamente, es decir neutras, llamadas neutrones. Girando alrededor del núcleo se encuentran unas partículas con carga negativa llamadas electrones. Por tanto, el átomo se encuentra eléctricamente neutro, ya que por cada electrón (-) hay un protón (+) que determina que el átomo se encuentre neutro o equilibrado en la cantidad de cargas opuestas. Por ejemplo, si un elemento químico como el Neón posee 10 electrones (carga -), tendrá en su núcleo 10 protones (+) y 10 neutrones (), pudiendo variar el número de éstos últimos. La carga eléctrica del átomo, en tanto, será neutra.
Experimentalmente se ha observado el comportamiento de los cuerpos cargados eléctricamente, éstos pueden atraerse (acercar) o repelerse (alejar) entre ellos debido a la acción de las fuerzas que se manifiestan entre las cargas. Pero, ¿qué es una fuerza? Una fuerza es el producto de la interacción entre dos cuerpos, provocando cambios en el movimiento de éstos.
LOS ÁTOMOS Y LA CARGA ELÉCTRICA
Para explicar el proceso mediante el cual los cuerpos se cargan, es necesario considerar que la materia está compuesta por átomos. Los átomos están constituidos por partículas llamadas subátomicas y clasificadas así: PROTONES, a los cuales se les asigna carga eléctrica positiva; ELECTRONES, a los que se les asigna carga negativa, y NEUTRONES, a los que se le asigna carga eléctrica alguna. Los protones y los neutrones se encuentran en el núcleo de átomo, mientras que los electrones se encuentran en la parte exterior del mismo.El número de electrones de un átomo es igual al número de protones. La carga eléctrica se mide en CULOMBIOS y, puesto que el átomo es neutro, la carga eléctrica que se asigna al electrón tiene el mismo valor de la carga que se asigna al protón, pero de signo contrario.
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