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Para cumplir su función, las máquinas transforman la energía que reciben en otra u otras formas de energía diferentes. Una motocicleta, por ejemplo, trasforma la energía química que le proporciona el combustible en la energía cinética que necesita para su movimiento.
Normalmente, las máquinas al funcionar producen más de una transformación de energía. Por ejemplo, la motocicleta, además de moverse, hace ruido y desprende calor. Esto quiere decir que las máquinas no aprovechan toda la energía que reciben, sino que parte de esta energía se emplea en otras cosas diferentes de lo que se pretendía conseguir cuando se diseñaron.
Por eso, cuando se diseña una máquina se han de tener en cuenta todos los efectos que producirá. Algunos de estos efectos serán adecuados a los fines para lo que la máquina fue construida, mientras que otros, por el contrario, serán inútiles para conseguir lo que pretendemos, o incluso pueden ser perjudiciales para la máquina o para el entorno.
Por eso, uno de los fines del diseño es intentar conseguir que la máquina realice el trabajo previsto con el mínimo gasto de energía, controlando a la vez los posibles efectos perjudiciales que pudiera tener. Por ejemplo, en el caso de una lavadora, que ha sido diseñada para lavar ropa, habría que evitar que el motor se caliente demasiado, que el agua caliente se enfríe demasiado rápido, que el tambor se mueva demasiado al centrifugar, entre otros.
Qué es la energía almacenada
La energía se puede almacenar en algunos dispositivos, como los muelles, las gomas elásticas y los arcos. Al comprimir un muelle (alza y baja de cargas en las estaciones de ferrocarriles) se almacena energía; cuando el muelle se suelta, la energía almacenada se recupera y se puede utilizar para hacer algún trabajo, como lanzar un cuerpo o mover un objeto. Los combustibles, las pilas y las baterías contienen energía almacenada.
Cuando se usa, la energía almacenada se convierte en otro tipo de energía. Por ejemplo, cuando se quema el combustible, la energía que tiene almacenada se transforma en luz y calor.
El trabajo y la potencia
El trabajo es otra forma de energía. Las distintas formas de energía se pueden transformar en trabajo y viceversa. La energía y el trabajo se miden en julios (J). Un julio es la energía que se necesita para elevar hasta un metro de altura un cuerpo de 100 gramos. Es decir, para levantar una bolsa de 50 kg hasta una altura de un metro, se necesita una energía de 500 julios.
La potencia de una máquina es la cantidad de trabajo que la máquina es capaz de hacer durante un cierto tiempo. Se mide en vatios (W).
Cuanto más potente sea una máquina tanto más rápidamente hará el trabajo. Esto no quiere decir que gaste menos energía para hacerlo, sino que tarda menos tiempo. La cantidad de energía que se necesita para hacer un trabajo es siempre la misma, aunque el esfuerzo y el tiempo que se han empleado para hacerlo pueden ser diferentes.
TALLER
Las máquinas necesitan energía para funcionar.
- Observamos el funcionamiento de un ómnibus, un coche, una motocicleta.
- Realizamos la experiencia con una licuadora: a) Qué pasa si accionamos la perilla de funcionamiento. b) A qué se debe el funcionamiento del aparato.
- Anotamos, finalmente, la impresionante utilidad de la energía calórica en la fabricación de alimentos: la cocina, el horno, entre otros.
PARA TENER EN CUENTA: Cuando se usa, la energía almacenada se convierte en otro tipo de energía. Por ejemplo, cuando se quema el combustible, la energía que tiene almacenada se transforma en luz y calor.
Normalmente, las máquinas al funcionar producen más de una transformación de energía. Por ejemplo, la motocicleta, además de moverse, hace ruido y desprende calor. Esto quiere decir que las máquinas no aprovechan toda la energía que reciben, sino que parte de esta energía se emplea en otras cosas diferentes de lo que se pretendía conseguir cuando se diseñaron.
Por eso, cuando se diseña una máquina se han de tener en cuenta todos los efectos que producirá. Algunos de estos efectos serán adecuados a los fines para lo que la máquina fue construida, mientras que otros, por el contrario, serán inútiles para conseguir lo que pretendemos, o incluso pueden ser perjudiciales para la máquina o para el entorno.
Por eso, uno de los fines del diseño es intentar conseguir que la máquina realice el trabajo previsto con el mínimo gasto de energía, controlando a la vez los posibles efectos perjudiciales que pudiera tener. Por ejemplo, en el caso de una lavadora, que ha sido diseñada para lavar ropa, habría que evitar que el motor se caliente demasiado, que el agua caliente se enfríe demasiado rápido, que el tambor se mueva demasiado al centrifugar, entre otros.
Qué es la energía almacenada
La energía se puede almacenar en algunos dispositivos, como los muelles, las gomas elásticas y los arcos. Al comprimir un muelle (alza y baja de cargas en las estaciones de ferrocarriles) se almacena energía; cuando el muelle se suelta, la energía almacenada se recupera y se puede utilizar para hacer algún trabajo, como lanzar un cuerpo o mover un objeto. Los combustibles, las pilas y las baterías contienen energía almacenada.
Cuando se usa, la energía almacenada se convierte en otro tipo de energía. Por ejemplo, cuando se quema el combustible, la energía que tiene almacenada se transforma en luz y calor.
El trabajo y la potencia
El trabajo es otra forma de energía. Las distintas formas de energía se pueden transformar en trabajo y viceversa. La energía y el trabajo se miden en julios (J). Un julio es la energía que se necesita para elevar hasta un metro de altura un cuerpo de 100 gramos. Es decir, para levantar una bolsa de 50 kg hasta una altura de un metro, se necesita una energía de 500 julios.
La potencia de una máquina es la cantidad de trabajo que la máquina es capaz de hacer durante un cierto tiempo. Se mide en vatios (W).
Cuanto más potente sea una máquina tanto más rápidamente hará el trabajo. Esto no quiere decir que gaste menos energía para hacerlo, sino que tarda menos tiempo. La cantidad de energía que se necesita para hacer un trabajo es siempre la misma, aunque el esfuerzo y el tiempo que se han empleado para hacerlo pueden ser diferentes.
TALLER
Las máquinas necesitan energía para funcionar.
- Observamos el funcionamiento de un ómnibus, un coche, una motocicleta.
- Realizamos la experiencia con una licuadora: a) Qué pasa si accionamos la perilla de funcionamiento. b) A qué se debe el funcionamiento del aparato.
- Anotamos, finalmente, la impresionante utilidad de la energía calórica en la fabricación de alimentos: la cocina, el horno, entre otros.
PARA TENER EN CUENTA: Cuando se usa, la energía almacenada se convierte en otro tipo de energía. Por ejemplo, cuando se quema el combustible, la energía que tiene almacenada se transforma en luz y calor.