¿Cuál es la fórmula para la energía?

¿Cuál es la fórmula para la energía?

Una de las leyes fundamentales del universo es que energía es creada ni destruida, sólo cambia las formas. En consecuencia, existen muchas fórmulas para la energía. Para entender cómo estas fórmulas son expresiones de lo mismo, es importante primero entender lo que los físicos cuando hablan sobre energía. Es una noción que tiene sus raíces en los conceptos de la física clásica como esclarecida por Sir Isaac Newton.

Fuerza y trabajo

Las tres leyes de Newton de movimiento constituyen la base para la física clásica. La primera ley define la fuerza como aquello que produce movimiento, y la segunda ley relaciona la fuerza que actúa sobre un objeto a la aceleración que experimenta. Si una fuerza (F) acelera un cuerpo a través de una distancia (d), que hace una cantidad de trabajo (W) igual a la fuerza multiplicada por la distancia a veces un factor representa el ángulo entre ellos (theta). Como una expresión matemática, esto significa que W = F•d• (el coseno de theta). Las unidades métricas para fuerza son los newtons, de distancia son metros y los de trabajo son Newton-metro 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 necesitarían para llevarlo a descansar. Esto se llama su energía cinética, y es dependiente en el cuadrado de la velocidad del objeto (v), así como una mitad de su masa (m). Matemáticamente, esto se expresa como E(k) = 1/2•m•v•v. Un objeto en reposo en el campo gravitacional de la tierra posee energía potencial en virtud de su altura; Si fuese a caer libremente, ganaría energía cinética igual a esta energía potencial. Energía potencial depende de la masa del objeto, su altura (h) y la aceleración debido a la gravedad (g). Matemáticamente, esto es E(p) = m•h•g.

Energía eléctrica

El cálculo de la energía en sistemas eléctricos depende de la cantidad de corriente que fluye por un conductor (I) en amperios, así como en el potencial eléctrico o voltaje (V), conduciendo la corriente en voltios. Multiplicando estos dos parámetros da la potencia de la electricidad (P) en vatios y multiplicar P por el tiempo durante el cual los flujos de la electricidad (t) en segundos da 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. Según esta relación, dejando una bombilla de 100 vatios quema 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 se deja caer desde una altura de 612 metros (ignorando la fricción del aire).

Algunas otras formas de energía

La luz que vemos es un fenómeno electromagnético que tiene energía en virtud de las vibraciones de los paquetes de ondas llamadas fotones. Físico alemán Max Planck determina que la energía de un fotón es proporcional la frecuencia (f) con la que vibra, y calcula la constante de proporcionalidad (h), que se llama constante de Plank en su honor. La expresión para la energía de un fotón es así E(p) = h•f. Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, cada partícula de materia tiene inherente energía potencial proporcional a la masa de la partícula y el cuadrado de la velocidad de la luz (c). La expresión correspondiente es E(m) = m•c ^ 2. Los cálculos de Einstein fueron corroborados por el desarrollo de la bomba atómica.


© 2021 Usroasterie.com | Contact us: webmaster# usroasterie.com