Energia cinetica a altas velocidades

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
ESCUELA PROFESIONAL DE QUIMICA



ENERGIA CINETICA A ALTAS VELOCIDADES

CURSO: MECANICA
INTEGRANTES:
POLANCO CHAVEZ, FIORELLA LUCIA
VILCAHUAMAN PAMPA, PEDRO LEON
CALDERON CARPIO, DORIAM FLAVIO
QUISPE CHACCA , MICHAEL PAUL
RIVAS AGUILAR , CARLOS MIGUEL

GRUPO: B

AREQUIPA, 2015


ENERGIA CINETICA A ALTAS VELOCIDADES



ENERGIA CINETICA

Pues, ahora, es muy sencillo. La energía cinética es la energía que un objeto tiene debido a su velocidad. Es decir, la energía cinética mide cuantos cambios puede provocar un objeto que se está moviendo. Algo que se está moviendo (con respecto a un observador) tiene más energía que algo que está quieto.

Esto debería ser fácil de entender. Pongamos el ejemplo de un coche, ya que estamos en un blog de seguridad vial. Imaginad un coche y un cono. Si el coche está quieto, no va a provocar ningún cambio al cono. Podrían pasarse toda la eternidad uno delante de otro y nunca cambiaría nada de nada.

En cambio, si el coche está en movimiento (y da la casualidad de que se dirige justo hacia el cono), lo más probable es que el triangulito naranja quede aplastado o salga volando. Eso sí es un cambio.

Y, obviamente, cuanto más rápido vaya el coche, más lejos saldrá disparado el cono. En este sentido, queda claro que cuanto más rápido se mueva el coche, más cambios puede provocar. Es decir, a mayor velocidad, más energía cinética. Así de simple.

El concepto actual de energía cinética data de mediados del siglo XIX, gracias a un trabajo de Gaspard-Gustave Coriolis en 1829. El nombre actual data de al rededor de 1850, fue William Thomson (conocido como Lord Kelvin) quien la bautizó. No obstante, sus orígenes se pueden rastrear hasta mucho atrás.


HISTORIA

A finales del siglo XVIII, Gottfried Leibniz y Johann Bernouilli acuñaron el término fuerza viva (vis viva). Para ellos, existía una cantidad igual a la masa multiplicada dos veces por la velocidad, cuya suma total se mantenía constante en las colisiones entre objetos.

Pese ciertas reticencias por parte de Newton, la mayor figura científica de la época, el holandés Willem's Gravensade desarrolló un experimento que confirmaba la importancia de lo vis viva, que no era más que (el doble de) lo que hoy llamamos energía cinética.

Gravensade lazó pesos sobre una superficie de arcilla, y midió la capacidad de penetración. Observó que lanzando un objeto con el doble de masa (es decir, que pesara el doble), la distancia que se hundía en la arcilla era el doble. Por contra, si lanzaba dos pesos (de la misma masa) uno al doble de velocidad que el otro, el más veloz penetraba cuatro veces más profundo. Es decir, el cambio producido (en este caso, un agujero en el barro) se multiplicaba dos veces por dos.

Si triplicaba la velocidad, el agujero era nueve veces más profundo (es decir, se multiplicaba por tres dos veces, 3 x 3 = 9). Y, así, sucesivamente. En conclusión, la vis viva (hoy energía cinética) debe ser proporcional al resultado de multiplicar la masa por la velocidad dos veces, m v v. O lo que es lo mismo, m v2.



Teóricamente sabemos que las leyes de Newton dejan de aplicarse en dos casos: uno es el dominio en el cual las velocidades se acercan a la velocidad de la luz y otro en el dominio de la física cuántica, válido principalmente para átomos y entidades diminutas. En el primer dominio es necesario utilizar la teoría de la relatividad especial, allí demostraremos que, el límite máximo de las velocidades en la naturaleza es justamente la velocidad de la luz c = 3 × 10 8 m/s.

La famosa relación de Einstein E = mc2 expresa que en relatividad la energía es equivalente a la masa, y consecuentemente cuando un cuerpo se encuentra en movimiento con una velocidad v. su masa se incrementa ya que su energía aumenta con la velocidad.

Esto es:


Podemos calcular la energía cinética por el trabajo realizado por la fuerza F = dp/dt al acelerar a un cuerpo desde el reposo hasta alcanzar la velocidad v, obteniendo:



Resultado que indica que la energía cinética es igual a la diferencia entre la energía total mc2 y la energía en el estado de reposo moc2. Utilizando la fórmula de la masa relativista, la energía cinética a altas velocidades debe calcularse con la siguiente expresión:



Esta fórmula de energía cinética es en cuanto a su forma muy diferente a la correspondiente a bajas velocidades Ec =½mov2, sin embargo existe correspondencia entre ambas, como se verá a continuación: Si x