Una de las leyes fundamentales del universo es que la energía no se crea ni se destruye, solo cambia de forma. En consecuencia, existen muchas fórmulas para la energía. Para entender cómo estas fórmulas son expresiones de la misma cosa, es importante entender primero qué quieren decir los físicos cuando hablan de energía. es una noción arraigada en los conceptos de la física clásica, tal como lo explica el señor isaac newton.
la fórmula para la energía de movimiento es ke = .5 × m × v 2 donde ke es la energía cinética en julios, m es la masa en kilogramos y v es la velocidad en metros por segundo.
fuerza y trabajo
Las tres leyes del movimiento de newton forman la base de la física clásica. la primera ley define la fuerza como aquello que causa el movimiento, y la segunda ley relaciona la fuerza que actúa sobre un objeto con la aceleración que sufre. si una fuerza (f) acelera un cuerpo a través de una distancia (d), realiza una cantidad de trabajo (w) igual a la fuerza multiplicada por la distancia por un factor que explica el ángulo entre ellos (θ, la letra griega theta ). como expresión matemática, esto significa w = f × d × (cos (θ)). las unidades métricas para la fuerza son newtons, las para la distancia son metros y las para el trabajo son newton-metros o julios. La energía es la capacidad para hacer trabajo, y también se expresa en julios.
energía cinética y potencial
un objeto en movimiento posee su energía de movimiento, que es equivalente al trabajo que se requeriría para que descanse. Esto se denomina energía cinética y depende del cuadrado de la velocidad del objeto (v) y de la mitad de su masa (m). matemáticamente, esto se expresa como e (k) = (.5) × m × v 2 . un objeto en reposo en el campo gravitatorio de la tierra posee energía potencial en virtud de su altitud; si cayera libremente, ganaría energía cinética igual a esta energía potencial. La energía potencial depende de la masa del objeto, su altura (h) y la aceleración debida a la gravedad (g). matemáticamente, esto es e (p) = m • h • g.
energía eléctrica
El cálculo de la energía en los sistemas eléctricos depende de la cantidad de corriente que fluye a través de un conductor (i) en amperios, así como del potencial eléctrico, o voltaje (v), impulsando la corriente, en voltios. al multiplicar estos dos parámetros se obtiene la potencia de la electricidad (p) en vatios, y al multiplicar p por el tiempo durante el cual la electricidad fluye (t) en segundos, se obtiene la cantidad de energía eléctrica en el sistema, en julios. La expresión matemática para la energía eléctrica en un circuito conductor es e (e) = p × t = v × i × t. De acuerdo con esta relación, dejar una bombilla de 100 vatios encendida durante un minuto gasta 6.000 julios de energía. esto es equivalente a la cantidad de energía cinética que tendría una roca de 1 kilogramo si la arrojara desde una altura de 612 metros (ignorando la fricción del aire).
algunas otras formas de energia
La luz que vemos es un fenómeno electromagnético que tiene energía en virtud de las vibraciones de paquetes de ondas llamadas fotones. El físico alemán max planck determinó que la energía de un fotón es proporcional a la frecuencia (f) con la que vibra, y calculó la constante de proporcionalidad (h), que se denomina constante de planck en su honor. La expresión de la energía de un fotón es, pues, e (p) = h × f. De acuerdo con la teoría de la relatividad de Albert Einstein, cada partícula de materia tiene una energía potencial inherente proporcional a la masa de la partícula y al cuadrado de la velocidad de la luz (c). la expresión relevante es e (m) = m × c 2 . Los cálculos de einstein fueron corroborados por el desarrollo de la bomba atómica.