Concepto de energía: potencial, cinética, trabajo y fuerza

Te explicamos qué es la energía en física, de qué están hechas la energía potencial y la cinética. También, cómo funciona la fuerza y qué es el trabajo.

Qué es energía

En física nos referimos a la energía como la capacidad de un sistema o fenómeno para realizar una tarea específica. La palabra energía proviene del griego enérgico que significa «poder para actuar» o «poder para trabajar». Es un concepto que es muy utilizado en esta ciencia y en otras en general, con distintas acepciones y significados.

Esta capacidad de realizar trabajo es clave para el interés de la física por la energía, ya que esta disciplina estudia los sistemas de la naturaleza como acciones y reacciones en las que la materia se relaciona y la energía pasa de un sistema a otro, de una forma a otra se transfiere a otros.

Como una cuestión de hecho, energía Está sujeto a la segunda ley de la termodinámica. (es decir, Newton en la mecánica clásica), que establece que la cantidad de energía en el universo es siempre estable y permanente y no se puede crear ni destruir, solo transformar.

Por otro lado, en la mecánica relativista regida por la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la energía y la masa tienen una relación más estrecha que define la famosa ecuación E = mc^dos, es decir, la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado. Así todos los cuerpos, simplemente porque están hechos de materia, tienen una cantidad de energía dada por la ecuación de Einstein.

Por otro lado, Energía (E) y trabajo (W) son equivalentespor lo tanto, se miden en las mismas unidades: julios o julios (J), es decir, newtons por metro (N/m).

Ver también: poder en la física

energía potencial

La energía potencial se asigna a un cuerpo o sistema físico en particular en función de su posición o altitud, es decir, en función de un campo de fuerza en el que está inmerso. Este tipo de energía se puede clasificar en:

energía potencial de la gravedad. Es la energía que posee un cuerpo masivo cuando se sumerge en un campo gravitatorio. Los campos gravitatorios se forman alrededor de objetos con masas muy grandes (como las masas de los planetas y el sol). Por ejemplo, un carro de montaña rusa tiene energía potencial máxima en su posición más alta porque está inmerso en el campo gravitacional de la Tierra. Una vez que el automóvil cae, pierde altitud y la energía potencial se convierte en energía cinética.
Energía potencial electrostática. En relación con la electricidad, también se aplica la noción de energía potencial, que puede convertirse en otras formas de energía como cinética, térmica o lumínica debido a la enorme versatilidad del electromagnetismo. En este caso, la energía resulta del campo de fuerzas eléctricas generado por las partículas cargadas.
energía potencial elástica. La energía potencial elástica tiene que ver con la propiedad de elasticidad de la materia, es decir, la tendencia a recuperar su forma original después de haber sido sometida a fuerzas deformantes superiores a su resistencia. Un claro ejemplo de energía elástica es la de un resorte, que se expande o se contrae por la acción de una fuerza externa y vuelve a su posición original una vez que ya no se ejerce esa fuerza. Otro ejemplo es el sistema de arco y flecha. En este último, la energía potencial elástica alcanza su valor máximo cuando se tira del arco tirando de la fibra elástica, doblando ligeramente la madera, pero todavía a velocidad cero. En el momento siguiente, la energía potencial se vuelve cinética y la flecha se lanza hacia adelante a toda velocidad.

Más en: Energía Potencial

Energía cinética

La energía cinética es la energía del movimiento y generalmente se denota con el signo k, T o etc.ya que es de gran importancia para las diferentes ramas de la física. Un cuerpo que se mueve a cierta velocidad tiene una energía cinética asociada.

De hecho, la energía cinética es la clave del concepto de temperatura. temperatura es la energía cinética de partículas que componen una sustancia u objeto.

La fórmula tradicional para calcular la energía cinética de un cuerpo que se mueve con una velocidad (v) es la siguiente: Ec = ½.mv^dos

Ver más: Energía Cinética

fuerza

En física, la fuerza es una cantidad vectorial (dotada de dirección y sentido) capaz de Cambiar el rango de movimiento o la forma de un cuerpo o material específico. No es sinónimo de esfuerzo ni de energía.

La fuerza se mide en Newtons (N) en el Sistema Internacional. Un newton se define como la fuerza necesaria para acelerar un cuerpo de 1 kg de masa a 1 m/s^dos.

trabajo

En la física newtoniana (clásica), el trabajo realizado por una fuerza se define como el producto de la fuerza por la distancia sobre la que se aplica esa fuerza.

Este trabajo es igual a la cantidad de energía requerida para moverlo a una velocidad acelerada.

El trabajo está representado por el icono W (los…