Energía Mecánica: ¿Qué es y Cómo funciona? Ejemplos y Usos

¿Qué es la energía mecánica?

La energía es el poder de generar la transformación o el movimiento de una determinada cosa.

 La energía mecánica engloba todas las cosas que funcionan por acción de un mecanismo o una maquinaria. 

Es la clase de energía donde intervienen la posición y los movimientos de los cuerpos, es la sumatoria de las energías potenciales, cinéticas y elástica de un objeto en movimiento.

Es la capacidad de los cuerpos con masa para llevar a cabo un determinado esfuerzo o una determinada labor.

Existen diferentes tipos de energía mecánica, como la energía hidráulica, que aprovecha la energía potencial del movimiento del agua.

Por ejemplo:
El funcionamiento de una represa: cuando la presa libera el agua, se convierte en energía cinética, en movimiento, y la suma de ambas, la energía hidráulica y la energía cinética, forman la energía mecánica

Ventajas y desventajas de la energía mecánica

¿Qué ventajas tiene?

La energía mecánica tiene muchas ventajas; por ejemplo:
  • Resulta una de las más económicas de generar, entre todos los tipos de energía.
  • Afectó positivamente la forma como se realizaban las tareas, disminuyendo el trabajo manual y en otros casos anulándolos completamente.
  • La fuerza animal empleada anteriormente fue sustituida por máquinas.
  • El potencial de la fuerza a producir es superior a la ejercida manualmente.
  • Depende de sí misma para generar la potencia, por lo cual es autónoma.
  • Agiliza procesos en los cuales se tendrían que emplear mucha fuerza humana.
  • Es más eficiente que el trabajo manual.
  • Este tipo de energía es de fácil acceso, su distribución y uso es muy económico en los diferentes sectores.
  • Es una energía muy versátil, así que tiene múltiples aplicaciones y usos.
  • Es más cómodo y seguro, las máquinas han disminuido los riesgos laborales y se han reducido los accidentes.

¿Qué desventajas tiene?

Pero también tiene muchas desventajas:
  1. Hay un coste importante en el mantenimiento de las máquinas que aprovechan esta energía.
  2. Las maquinarias suelen ser muy pesadas, lo que apertura algunos riesgos.
  3. Las máquinas pueden quedar obsoletas con el paso del tiempo y requieren ser sustituidas.
  4. El traslado de maquinaria pesada suele representar un costo importante.
  5. Se requiere capacitación y especialización para el uso de cierta maquinaria.
  6. Con el tiempo, en algunos sectores las máquinas reemplazan la fuerza de trabajo humana, creando desempleo.
  7. La transmisión de este tipo de energía a largas distancias es complicada.
  8. Las fallas en las máquinas son continuas y representan un costo por concepto de reparación o sustitución.
  9. Hay un mayor desgaste a nivel térmico.
  10. La interacción con las máquinas puede ser un tanto traumática y complicada para algunas personas.

¿Cómo se produce la energía mecánica?

La energía mecánica se produce por el trabajo de un cuerpo y puede ser transferida entre otros cuerpos.

Es el resultado de la combinación del movimiento de los cuerpos con la energía potencial elástica y gravitatoria; se produce por la interacción de los cuerpos en relación con la posición de cada uno.

Por ejemplo:
La energía eólica es producida por los vientos generados en la atmósfera terrestre.

Se utiliza para generar energía eléctrica como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de molinos para la agricultura, por lo que se considera un tipo de energía cinética.

La energía hidráulica se produce a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y el deshielo. En su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar el agua por una turbina hidráulica que transmite energía a un alternador, el cual la transforma en energía eléctrica.

Tipos de energía mecánicas (Ejemplos)

Aquí algunos ejemplos y tipos de energías mecánicas:

  • Energía eólica: debido a los vientos generados por la atmósfera terrestres.
  • Energía maremotriz: se produce por la fuerza de las mareas.
  • Energía de las olas: se produce por la fuerza de las olas.
  • Energía hidráulica: generada por el agua.
  • Columpiarse: haces fuerza para columpiar a un niño y este se mantiene gracias a la oscilación sobre el eje del columpio.
  • Ejercicio físico: el cuerpo humano, cuando realiza un esfuerzo físico, está convirtiendo energía química a partir de glucosa y/o grasas en energía cinética.

¿En qué unidades se mide la energía mecánica?

En el Sistema Internacional (SI), la masa m se mide en kilogramo (kg) y la velocidad v en metros partido por segundo (m / s), con lo cual la energía cinética resulta medida en Joule ( J ).

La fórmula de energía cinética es: EC= ½.m.V2 donde m es la masa en kg del objeto, y V es la velocidad.

La energía potencial es la energía que  poseen los cuerpos de acuerdo con su posición,  y dependerá del sistema de referencia que se adapte.

La potencia mecánica se define como la rapidez con que se realiza un trabajo. Se mide en watts (W) y se dice que existe una potencia mecánica de un watt cuando se realiza un trabajo de un joule por segundo: 1 W = J/seg.

¿Cómo se transforma la energía mecánica?

La energía se transforma por medio de unas máquinas llamadas generadores.

energía mecánicaLa electricidad o energía eléctrica se produce porque la materia se puede cargar eléctricamente.

 La energía mecánica se transforma en energía eléctrica,  debido a la rotación de cuerpos conductores en un campo magnético, con el uso de un dinamo como generador eléctrico.

El dinamo es un generador del cual se obtiene corriente continua; está compuesto principalmente por una bobina e imanes.

Cuando la bobina  gira influenciada por el campo magnético de los imanes,  se induce en esta una corriente eléctrica que se conduce al exterior mediante unas escobillas

¿Es una energía eficiente?

La energía mecánica es eficiente en extremo, porque cumple el parámetro de que el uso eficiente de la energía es el objetivo de reducir la cantidad de energía requerida para proporcionar productos y servicios.

Además de recudir los costes, la energía mecánica es autónoma porque depende de sí misma para generar potencia.

La agilización de los procesos por la eliminación de la fuerza humana en gran escala trajo como consecuencia un mayor rendimiento y un menor índice de accidentes laborales en terrenos de trabajo conflictivos.

El solo hecho de que por la energía mecánica podamos disfrutar de la electricidad es suficiente para considerarla altamente eficiente.

¿Es un tipo de energía renovable o no renovable?

La energía mecánica es renovable, pues va a las fuentes energéticas basadas en la utilización del sol, el viento, el agua o la biomasa vegetal o animal. Es decir, se trata de uno de los tipos de energía más utilizados en la generación de energías renovables.

Esto queda de manifiesto porque la energía hidráulica utiliza el agua para aprovechar la energía potencial, la energía eólica aprovecha la energía cinética por medio de aerogeneradores, etc.

¿Quién y cuándo se inventó la energía mecánica?

qué es la energía mecánicaJames Prescott Joule, originario de Salford, Reino Unido (1818-1889), es el físico a quien se  le debe la teoría mecánica del calor.  En su honor la unidad de medida en el sistema internacional  recibe el nombre de Julio. 

En la Enciclopedia Biográfica en Línea se dice que Joule inventó el motor eléctrico y estudió las distintas formas de energía, y con sus experimentos verificó que, al fluir una corriente eléctrica a través de un conductor, este experimenta un incremento de temperatura.

A partir de ahí dedujo que, si la fuente de energía eléctrica es una pila electroquímica, la energía habría de proceder de la transformación llevada a cabo por las reacciones químicas, que la convertirían en energía eléctrica, la cual se transformaría en calor.

Si en el circuito se introduce un nuevo elemento, como el motor eléctrico, se origina energía mecánica.

Ello le llevó a la enunciación del principio de conservación de la energía, y aunque hubo otros físicos de renombre que contribuyeron al establecimiento de este principio (como Julius von Mayer, William Thomson y Herman von Helmholtz) fue  Juole quien le proporcionó una mayor solidez. 

 

Última actualización el

Mi nombre es Teresa Vaz Ferrà y soy estudiante de Biología en Barcelona. Me gusta colaborar con esta página porque desde bien joven me ha encantado el funcionamiento de la naturaleza y la biología. Tenía claro que quería estudiar algo relacionado con estos temas y por eso me acabé decidiendo por Biología.

Deja un comentario