Si hay un concepto de lo más fundamental para adentrarnos al mundo de la física, sin duda alguna ese es el de energía. Esta palabra resultó ser bastante difícil de definir (si no me cree inténtelo usted mismo, chist! sin mirar wikipedia) Algunos ni siquiera llegaron a estar familiarizados con ella. Pero nosotros, que podemos, vamos a clarificar este asunto.
Podemos definir a la energía como la capacidad de un cuerpo para producir trabajo (sí, trabajo. En seguida lo explicamos) También pueden encontrarse otras acepciones, pero estas suelen ser más formales, matemáticas o "difíciles". Vamos a quedarnos por ahora con la idea que les sugerí recién pues me parece la más simple y concreta.
Entonces comencemos a analizar nuestra definición; empezando por el concepto de trabajo. Este se realiza al aplicar una fuerza sobre un cuerpo haciéndolo mover. Por ejemplo realizamos trabajo al levantar una caja o al extender la cuerda de un arco. Matemáticamente podemos describirla así:
W= f . d
donde W es trabajo (del ingles work), f es fuerza y d es distancia recorrida.
De esta ecuación podemos deducir que es imprescindible el desplazamiento del cuerpo sobre el cual se aplica la fuerza para asegurar que se está realizando trabajo. En cambio si en lugar de un intervalo de distancia (osea, que se movió) hablamos de un intervalo de tiempo, nos referimos al impulso
I= f. t
donde I es impulso, f es fuerza y t (que debería estar acompañado del símbolo correspondiente para indicar que es un intervalo, pero este no esta en le teclado) es el tiempo
Antes de pasar a los tipos de energía vamos a hablar del tercer concepto importante en lo que refiere a energía. Hablamos de trabajo, de impulso y ahora es el turno de la potencia. Esta se relaciona con el intervalo de tiempo durante el cual se realiza el trabajo. De hecho:
Potencia = Trabajo realizado / Intervalo de tiempo
Supongamos que tenemos dos máquinas destinadas a elevar cargas en el espacio suspendiéndolas por un gancho (sí, tenemos dos grúas vamos al ejemplo por favor) Bueno, ambas máquinas van a levantar el mismo peso y tienen la misma capacidad para ejercer trabajo. Pero la grúa A tiene la mitad de potencia que la grúa B. Esto significa que la grúa B puede realizar el mismo trabajo a la mitad del tiempo que se tarda la grúa A. La unidad de medida destinada para la potencia es el Watt (o Joule por segundo) en honor a James Watt quien con sus mejoras a la máquina de Newcomen abrió el paso a la máquina de vapor
Hay varios tipos de energía, según como se manifiesten. A continuación vamos a enumerar y explicar algunos brevemente:
>Energía cinética: asociada a los cuerpos en movimiento, depende de la masa y la rapidez (EC= 1/2 m . v^2 )
>Energía potencial: asociada a los cuerpos en reposo, esperando a ser liberada. La más conocida es la energía potencial gravitatoria, contenida en cuerpos a cierta altura del suelo (EPG= m.g.h)
>Energía mecánica: asociada a la posición y movimiento del cuerpo. Puede presentarse en forma de potencial o cinética
>Energía eléctrica: asociada al movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor
>Energía lumínica: asociada a las ondas electromagnéticas y a los fotones (partículas de luz)
>Energía elástica: tipo de energía potencial contenida en un resorte o cualquier otro cuerpo elástico. Se la relaciona con la Ley de Hooke.
La ley más importante en este área es el principio de conservación de la energía según el cual la energía total de un sistema físico es constante (siempre y cuando no interaccione con otro). Esta ley es muy, muy, pero muy parecida a... (piense, usted lo sabe) aja! a la ley de conservación de la materia.
El fin de la concepción de energía por parte de la mecánica clásica fue marcado por la interpretación que dio la teoría de la relatividad a esta, basándose en la famosa ecuación
E =m.c^2
AHORA ENERGÍA Y MASA ERAN INTERCAMBIABLES, DOS CARAS DE LA MISMA MONEDA. Así que mejor frenemos esto acá. STOP, prohibido el ingreso de más física relativista a este capítulo.
Para terminar les dejo un vídeo muy completo sobre energía del ya conocido y presentado programa, Proyecto G :
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Física clásica (Dinámica de los cuerpos)
RandomUn poco de física clásica, lo bastante buena para llevar al hombre a la luna pero no exacta.