Energy, work and power · Energía, trabajo y potencia
| English | Español |
|---|---|
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | energía cinética |
| gravitational potential energy/ˌɡrævɪˈteɪʃənl pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | energía potencial gravitatoria |
| conservation of energy/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈenədʒi/ | conservación de energía |
| Sankey diagram/ˈsæŋki ˈdaɪəɡræm/ | diagrama de Sankey |
| work done/wɜːk dʌn/ | trabajo realizado |
| joule/dʒuːl/ | joule |
| power/ˈpaʊə/ | potencia |
| efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ | eficiencia |
| watt/wɒt/ | watt |
Energy never disappears
- At the top of a roller-coaster hill the car is slow but high; at the bottom it is fast but low.
- The energy did not vanish — it just moved from one store to another.
- This is the big idea of this lesson: energy is stored, transferred, and always conserved.
La energía nunca desaparece
- En la cima de una colina de montaña rusa el coche va lento pero está alto; en la base va rápido pero está bajo.
- La energía no se ha aniquilado — simplemente se ha movido de un almacén a otro.
- Esta es la idea central de esta lección: la energía se almacena, se transfiere y siempre se conserva.
Energy stores and transfers
- Energy can be stored as: kinetic, gravitational potential, chemical, elastic (strain), nuclear, electrostatic, and internal (thermal).
- It is transferred between stores by: forces (mechanical work), electric currents, heating, and waves (such as light and sound).
- "Using energy" really means moving it from one store to another.
Wind turbines transfer energy from moving air to electricity
Almacenes y transferencias de energía
- La energía puede almacenarse como: cinética, potencial gravitatoria, química, elástica (de deformación), nuclear, electrostática e interna (térmica).
- Se transfiere entre almacenes mediante: fuerzas (trabajo mecánico), corrientes eléctricas, calor y ondas (como la luz y el sonido).
- "Usar energía" significa realmente moverla de un almacén a otro.
Las turbinas eólicas transfieren energía del aire en movimiento a electricidad
Energy flow & efficiency · Flujo de energía y eficiencia
Input energy splits into useful output and wasted energy; efficiency is the useful fraction, and the total is always conserved. · La energía de entrada se divide en salida útil y energía desperdiciada; la eficiencia es la fracción útil, y el total siempre se conserva.
Energy, work & power · Energía, trabajo y potencia
PE + KE = constant · PE + KE = constante
As an object falls, potential · potencial energy becomes kinetic — total fixed. · Cuando un objeto cae, la energía potencial se convierte en energía cinética — el total permanece fijo.
Select all · todos of these that are energy stores. · Seleccione todas las siguientes que sean almacenes de energía.
Kinetic, chemical and gravitational potential are energy stores. "Loud" and "fast" describe things, but they are not energy stores. · Cinética, química y potencial gravitatoria son almacenes de energía. "Ruidosa" y "rápida" describen cosas, pero no son almacenes de energía.
Kinetic and potential energy
- Kinetic energy 动能 is the energy of a moving object:
- Lifting a mass by a height $\Delta h$ changes its gravitational potential energy 重力势能:
- A falling object turns gravitational PE into kinetic energy.
Energía cinética y potencial
- La energía cinética 动能 es la energía de un objeto en movimiento:
- Elevar una masa una altura $\Delta h$ cambia su energía potencial gravitatoria 重力势能:
- Un objeto que cae transforma su energía potencial gravitatoria en energía cinética.
A $2.0\ \text{kg}$ ball moves at $3.0\ \text{m/s}$. What is its kinetic energy, in J? · Una pelota de $2.0\ \text{kg}$ se mueve a $3.0\ \text{m/s}$. ¿Cuál es su energía cinética, en J?
$E_k = \tfrac{1}{2}mv^2 = \tfrac{1}{2} \times 2.0 \times 3.0^2 = 9.0\ \text{J}$.
Conservation of energy 能量守恒
- The principle of conservation of energy: energy is never made or destroyed — it only moves between stores.
- Some energy is always wasted — usually spread out as heat to the surroundings.
- A Sankey diagram 桑基图 shows the input energy splitting into useful energy and wasted energy.
On a roller-coaster, stored energy at the top becomes kinetic energy lower down
Conservación de la energía 能量守恒
- El principio de conservación de la energía: la energía no se crea ni se destruye — solo se mueve entre almacenes.
- Siempre hay alguna energía desperdiciada — generalmente disipada como calor hacia el entorno.
- Un diagrama de Sankey 桑基图 muestra la energía de entrada dividiéndose en energía útil y energía desperdiciada.
En una montaña rusa, la energía almacenada en la parte superior se convierte en energía cinética más abajo
When a machine wastes energy, where does the wasted energy usually go? · Cuando una máquina desperdicia energía, ¿a dónde va usualmente esa energía desperdiciada?
Energy is conserved — it is never destroyed. Wasted energy is usually spread out as heat, which is hard to use again. · La energía se conserva — nunca se destruye. La energía desperdiciada generalmente se dispersa como calor, lo cual es difícil de reutilizar.
Work
- Work done 做功 equals the energy transferred. When a force moves an object along its direction:
- The unit of work and energy is the joule 焦耳 (J).
- Lifting a heavier load, or moving it further, does more work.
A swinging pendulum trades gravitational potential energy for kinetic energy and back
Trabajo
- El trabajo realizado 做功 es igual a la energía transferida. Cuando una fuerza desplaza un objeto a lo largo de su dirección:
- La unidad de trabajo y energía es el joule 焦耳 (J).
- Levantar una carga más pesada o moverla más lejos realiza más trabajo.
Un péndulo oscilante intercambia energía potencial gravitatoria por energía cinética y viceversa
A force of $50\ \text{N}$ pushes a box $4.0\ \text{m}$ along the floor. How much work is done, in J? · Una fuerza de $50\ \text{N}$ empuja una caja $4.0\ \text{m}$ por el suelo. ¿Cuánto trabajo se realiza, en J?
$W = Fd = 50 \times 4.0 = 200\ \text{J}$.
Power 功率 and efficiency 效率
- Power is the work done (energy transferred) each second:
- The unit is the watt 瓦特 (W); $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.
- Efficiency is how much of the input energy becomes useful:
- It is always less than $100\%$ because some energy is always wasted.
A Sankey diagram: the band widths are proportional to the energy, so the input splits into useful output and wasted heat
Potencia 功率 y eficiencia 效率
- La potencia es el trabajo realizado (energía transferida) cada segundo:
- La unidad es el vatio 瓦特 (W); $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.
- La eficiencia indica qué parte de la energía de entrada se convierte en energía útil:
- Siempre es menor al $100\%$ porque siempre hay algo de energía desperdiciada.
Un diagrama de Sankey: los anchos de las bandas son proporcionales a la energía, por lo que la entrada se divide en salida útil y calor desperdiciado
A motor does $200\ \text{J}$ of work in $10\ \text{s}$. What is its power, in W? · Un motor realiza $200\ \text{J}$ de trabajo en $10\ \text{s}$. ¿Cuál es su potencia, en W?
$P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{200}{10} = 20\ \text{W}$.
A lamp takes in $50\ \text{J}$ of electrical energy and gives out $30\ \text{J}$ of useful light. What is its efficiency, in %? · Una lámpara recibe $50\ \text{J}$ de energía eléctrica y emite $30\ \text{J}$ de luz útil. ¿Cuál es su eficiencia, en %?
efficiency · eficiencia $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\% = \dfrac{30}{50} \times 100\% = 60\%$. · eficiencia $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\% = \dfrac{30}{50} \times 100\% = 60\%$.
You've got it
- $E_k = \tfrac{1}{2}mv^2$ · $\Delta E_p = mg\,\Delta h$
- energy is conserved — wasted energy usually ends up as heat
- work $W = Fd$ (joule); power $P = \dfrac{W}{t}$ (watt)
- efficiency $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\%$, always below $100\%$
Ya lo tienes
- $E_k = \tfrac{1}{2}mv^2$ · $\Delta E_p = mg\,\Delta h$
- la energía se conserva — la energía desperdiciada suele terminar como calor
- trabajo $W = Fd$ (joule); potencia $P = \dfrac{W}{t}$ (vatio)
- eficiencia $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\%$, siempre por debajo del $100\%$