Fundamentos de la Física Aplicada: Energía, Máquinas Simples y Termodinámica Básica

Uso y Transformación de la Energía

¿Qué es la Energía?

La energía es una **magnitud física** que se define como la **capacidad** que tienen los cuerpos para producir **trabajo mecánico**, emitir luz, generar calor y otros fenómenos.

Propiedades de la Energía

• La energía se **transforma**.
• Se **conserva**.
• Se **transfiere**.
• Se **degrada**.
• Se puede **almacenar** y **transportar**.

Diferencia entre Energía Potencial y Cinética

[El documento original solo menciona el encabezado, sin proporcionar la explicación.]

Clasificación de las Energías según su Origen

• Renovables: Son fuentes que no se agotarían con el paso del tiempo y producen un **impacto ambiental mínimo**.
• No Renovables: Son aquellas que existen en una **cantidad limitada** y no pueden sustituirse a corto plazo.

Clasificación de la Energía según su Utilización

Se clasifican en **convencionales** y **alternativas**.

Tipos de Energía Específicos

Energía Eólica

Energía obtenida del **viento** o de la energía cinética generada por las corrientes de aire.

Energía Geotérmica

Se obtiene mediante el aprovechamiento del **calor del interior de la Tierra**.

Energía Solar

Es renovable, pero a menudo considerada no convencional, ya que se está investigando su uso masivo. Es la energía basada en el aprovechamiento de la **luz solar** mediante paneles solares u otros dispositivos.

Energía Hidráulica

Aprovecha la energía **cinética** y **potencial** de las corrientes de agua.

Biogás

Es **renovable**. Se obtiene a base de **desechos orgánicos** y puede sustituir a los combustibles fósiles.

Biomasa

Útil en países poco industrializados. Se obtiene de la **madera**, el **estiércol** y los **residuos agrícolas**.

Biocombustible

Es una mezcla de **hidrocarburos** y se utiliza como combustible en motores de combustión interna.

Energía Nuclear

Usa **combustibles nucleares** como el uranio y el plutonio. Proviene de la energía que se desprende al romper los núcleos de átomos de uranio.

Ejemplos de Combustibles Fósiles

• **Carbón**
• **Petróleo**
• **Gas natural**

Máquinas Simples y sus Funciones

Conceptos Fundamentales

Fuerza

Capacidad de **modificar el estado de reposo o de movimiento** de un cuerpo.

Trabajo

Fuerza aplicada a lo largo de una distancia. Para que se produzca trabajo, el objeto debe moverse en la **dirección donde se aplicó la fuerza**.

Potencia

Trabajo realizado por una fuerza en un **tiempo determinado**.

Máquina Simple

Instrumento mecánico que **transforma un movimiento en otro distinto**.

Elementos de una Fuerza

• **Módulo** o magnitud
• **Dirección**
• **Punto de acción**
• **Sentido**

Diferencia entre Máquina Simple y Máquina Compuesta

Una **máquina simple** es un instrumento mecánico que transforma un movimiento en otro diferente. A través de la fuerza recibida, realiza un trabajo. La **máquina compuesta** es un instrumento compuesto por varias máquinas simples, de manera que las fuerzas aplicadas realizan un **trabajo mayor**.

Tipos de Máquinas Simples

Palanca

Barra **rígida** apoyada en un punto (fulcro) a la cual se le aplica una fuerza para mover y levantar objetos.

Plano Inclinado

Superficie que presenta una **pendiente** respecto al nivel del suelo. Facilita levantar y mover pesos.

Polea

Rueda **acanalada** que gira en torno a un eje. Por su canal pasa una cuerda y funciona para **levantar peso**.

Rueda y Eje

Pieza mecánica **circular** que gira alrededor de un eje.

Cuña

Pieza de madera o metal con forma de **prisma triangular**.

Tornillo

Un **plano inclinado** enrollado sobre un cilindro.

Rueda (Función General)

Puede **desplazar objetos**.

Elementos de una Palanca

• **Potencia** (Fuerza aplicada)
• **Resistencia** (Carga)
• **Brazo de Resistencia**
• **Punto de Apoyo** (Fulcro)
• **Brazo de Potencia**

Géneros de Palancas

Primer Género

El **punto de apoyo** se encuentra entre el lugar donde se aplica el esfuerzo (potencia) y aquel donde está la carga (resistencia).

Segundo Género

El **punto de apoyo** está en un extremo y la **carga** (resistencia) está entre el lugar en que se aplica el esfuerzo (potencia) y el punto de apoyo.

Calor y Temperatura

Diferencia entre Calor y Temperatura

El **Calor** es la **energía térmica** que pasa de un cuerpo a otro. La **Temperatura** es la medida del movimiento (calor) de las moléculas de un cuerpo.

Formas en que se Transmite el Calor

Conducción

Ocurre cuando un cuerpo entra en **contacto** con otro, produciéndose una transferencia de calor.

Convección

Esta forma de propagación solo ocurre en los **fluidos** (líquidos y gases).

Radiación

Es la propagación de energía en forma de **ondas electromagnéticas** o partículas subatómicas.