- Quina aplicació tenen els conceptes d'Energia, Potència, Força i Treball en la vida diària?
- energia
- potència
- força
- treball
- referències
La energia, la potència, la força i el treball són conceptes que estan completament interrelacionats i molt presents en moltes de les activitats que les persones fan diàriament.
L'energia (E) es defineix com la capacitat que té un cos per realitzar un treball. Tot el que succeeix en l'univers utilitza energia que es transforma en altres formes d'energia.
El treball (W) és la força (F) aplicada a un cos per produir un desplaçament en la mateixa direcció de la força. La força és una acció de transferència o pèrdua d'energia. La potència (P) és la quantitat de treball realitzat per un cos en un interval de temps.
Quina aplicació tenen els conceptes d'Energia, Potència, Força i Treball en la vida diària?
energia
Una de les formes d'energia que està present en la vida quotidiana és l'energia elèctrica. Aquest tipus d'energia normalment prové de centrals elèctriques que transfereixen electricitat a través de grans xarxes de cablejat elèctric.
Les centrals elèctriques són plantes de generació que es fonamenten en la transformació d'energia mecànica en energia elèctrica, mitjançant l'ús de combustibles fòssils com el petroli, o mitjançant l'aprofitament d'altres fonts d'energia com el són l'energia eòlica o hidràulica.
Una vegada que l'energia elèctrica arriba a les fàbriques, empreses, llars, o a l'usuari final, es transforma en altres tipus d'energia mitjançant l'ús d'aparells elèctrics.
Per exemple, la planxa elèctrica transforma l'electricitat en energia calòrica, les bombetes transformen l'energia en llum, les liquadores i rentadores en energia mecànica. Així mateix, l'electricitat subministrada a sistema ferroviari proporciona moviment en els trens que es tradueix en energia cinètica.
Línies de transmissió d'energia elèctrica.
L'energia de el motor d'un automòbil prové de la crema de combustible com la gasolina o el gas per transformar-la en energia mecànica. A l'intentar frenar un automòbil, ja sigui per disminuir la seva velocitat o aturar-lo, la seva energia cinètica es transforma en energia calòrica que es dissipa a l'ambient mitjançant els elements de el sistema de frenada.
Com organismes vius, les persones converteixen l'energia dels aliments que consumeixen en energia calòrica o en energia química que s'emmagatzema en el greix dels teixits orgànics. A l'realitzar exercici físic o practicar algun esport la persona crema les calories o greix corporal influint en el pes, en la massa muscular i en el seu rendiment.
potència
El concepte de potència està present quan s'analitza el funcionament de les màquines que majoritàriament estan dissenyades per realitzar un treball sobre els cossos. Les màquines es caracteritzen per una classificació de potència que indica la transferència d'energia per unitat de temps.
El motor d'un automòbil té una classificació de potència que depèn de l'cilindraje. Un automòbil amb alt cilindraje té major potència, aconsegueix velocitats altes i consumeix molta energia.
La potència en els vehicles es mesura en cavalls de força (HP). En els motors elèctrics de les rentadores, assecadores, liquadores o batedores la potència s'expressa en watts (W) o en quilowatts (KW).
Definició de Cavall de Força, unitat de Potència
Als esportistes els interessa molt millorar la seva potència en l'execució de les activitats rutinàries d'entrenament. Un entrenament de potència consisteix a realitzar exercicis d'aplicació, de major força de desplaçament, d'una mateixa càrrega en el menor temps possible.
És a dir, l'entrenament consisteix a millorar la força d'aplicació sobre la càrrega per millorar la velocitat de desplaçament i amb això millora la potència.
força
L'ésser humà experimenta diàriament els efectes de les forces. Per exemple, l'esforç a l'aixecar un pes de 2 quilograms al gimnàs és d'aproximadament 20 Newton, oposant-se a la força de gravetat.
A l'empènyer un objecte molt pesat o a l'córrer en una pista d'atletisme s'utilitza tota la força dels músculs i dels ossos per aconseguir el desplaçament de l'objecte o per aconseguir grans velocitats.
L'acció de conduir un automòbil o detenir requereix aplicar força. A l'utilitzar la liquadora o la rentadora es produeix un moviment circular que ajuda a triturar els aliments o eliminar el brut de la roba. Aquest moviment és degut a la força centrípeta que proporciona el motor.
Les forces que estan presents en la vida diària poden moure objectes, detenir-los o mantenir-los en repòs. L'explicació d'aquests efectes és present en les lleis de moviment de Newton.
Un exemple d'aplicació és quan un futbolista patea una pilota perquè acceleri i voli verticalment. La pilota arriba a una certa altura la qual dependrà de la força aplicada. La força de gravetat desaccelera la pilota i aquest es torna. A l'caure a terra rebota diverses vegades a causa de la força elàstica a causa de l'material de què està elaborat.
Finalment la pilota roda per terra fins que s'atura per l'acció de la força de fricció, que s'exerceix entre la superfície i la pilota, restant-li energia cinètica.
Les forces que el mantenen en repòs són la força de gravetat i la força que el sosté a terra. Aquestes dues forces s'igualen i la pilota es manté en repòs fins que novament se li aplica una nova força exercida pel futbolista.
treball
A la vida diària el terme treball significa realitzar alguna activitat que generi guany monetari. En física el treball té un altre significat. Es realitza treball sempre que una força aplicada ocasioni un desplaçament.
L'aplicació de més força ha de resultar més feina. De la mateixa manera, aplicar una mateixa força a una major distància ha de resultar en major treball realitzat.
Un exemple d'aplicació de treball en la vida diària és quan s'aixeca un llibre de terra. En aquest cas es realitza treball perquè s'aplica una força vertical per aconseguir un desplaçament en la mateixa direcció.
Si es desplaça a una alçada major el treball realitzat és més gran perquè hi ha major transferència d'energia, però si es torna el llibre a el mateix punt de partida es realitza un treball negatiu que es tradueix en una pèrdua d'energia.
Quan s'empeny un automòbil horitzontalment des d'una posició en repòs es realitza un treball perquè l'empenta es realitza en la mateixa direcció de desplaçament de l'automòbil.
Si s'empeny l'automòbil en una costa cap amunt també es realitza treball per la component de la força que s'oposa a la força de gravetat.
referències
- Alonso, M i Finn, E. Física. Mèxic: Addison Wesley Longman, 1999. Vol. III.
- Dola, G, Duffy, M i Percival, A. Physics. Spain: Heinemann, 2003.
- Kittel, C, Knight, WD i Ruderman, M A. Mechanics. US: Mc Graw Hill, 1973, Vol. I.
- Walker, J, Halliday, D i Resnick, R. Fundamentals of Physics. US: Wiley, 2014.
- Hewitt, D E. Engineering Science II. New York: Mcmillan Technician Sèries, 1978.