El trabajo y energia es un mensaje que suele esgrimir mucho en la vida cotidiana. Aunque a menudo se usa de modo ambigua, tiene un significado físico muy determinado.
La energía es una mesura de la capacidad de algo para causar trabajo. No es una fondo material, y puede almacenarse y calcularse de muchas maneras.
Aunque solemos atender a los individuos hablar del consumo de energía, esta nunca se devasta realmente: tan solo se transfiere de una forma a otra, y realiza un trabajo en el proceso. Algunas maneras de energía son menos ventajosos para nosotros que otras. Es mejor hablar del consumo o la extracción de recursos energéticos que hablar del consumo de sólo energía.
- Una bala que se desliza a gran velocidad tiene agrupada una cuantía medible de energía, acreditada como energía cinética. La bala adquiere esta energía por el trabajo que formó sobre ella una carga de pólvora que a su vez perdió algún tipo de energía potencial química en la causa.
- Una taza de café caliente tiene una cuantía medible de energía térmica, que logró por el trabajo que realizó sobre ella un horno de microondas, que a su vez tomó la energía de la red eléctrica.
En la experiencia, eternamente que se realice un trabajo para cambiar energía de una forma a otra, hay alguna pérdida en otras formas de energía, como el calor o el sonido. Por ejemplo, un foco habitual es competente de cambiar energía eléctrica en luz visible con poco porcentaje de eficiencia, mientras que un ser humano necesita un mayor porcentaje de eficiencia para convertir en trabajo la energía química que extirpa de los alimentos que consume.
¿Cómo medimos el trabajo y energia?
En la física, la unidad tipo para medir el trabajo y energia ejecutado es el joule, que se denota por el símbolo J. En mecánica, 1 j es la energía que se traslada cuando se aplica una fuerza de 1 newton en un objeto y lo traslada una distancia de 1 metro.
Otra unidad de energía es la kilocaloría. La cantidad de energía que coge un alimento empaquetado generalmente está dada en calorías. Por ejemplo, una barra común de chocolate de 60 gramos tiene alrededor de 280 kilocalorías de energía. Una kilocaloría es la cantidad de energía que se requiere para elevar en 1 grado celsius la temperatura de 1 kg de agua.
Un chocolate tiene 1.17 millones de joules o 1.17 MJ de energía almacenada.
¿Por cuánto tiempo debo empujar una caja pesada para quemar una barra de chocolate?
Presumamos que nos creemos culpables por comer una barra de chocolate; deseamos averiguar cuánto ejercicio hay que realizar para compensar esas 280 kilocalorías extras. Pensemos una forma de ejercicio simple: empujar una caja pesada en una habitación.
¿Qué sucede cuando se sostiene un peso?
Una confusión habitual que tiene la gente sobre el noción de trabajo surge de pensar en sostener una pesa sobre la cabeza, en contra de la fuerza de gravedad. No quedamos moviendo la pesa ningún trayecto, así que no estamos ejecutando trabajo sobre ella. También se puede lograr al poner la pesa sobre una mesa; es claro que la mesa no ejecuta ningún trabajo para mantener la pesa en su posición. Pero, conocemos que la tarea cansa.
Consecuencia que lo que verdaderamente ocurre es que nuestros cuerpos están creando trabajo sobre nuestros músculos para alcanzar la tensión necesaria para conservar la pesa levantada. El cuerpo hace esto enviando una cascada de impulsos nerviosos a cada músculo. Cada impulso incita que el músculo se contraiga y relaje momentáneamente. Todo esto sucede tan rápido que logra que apenas notemos una pequeña contracción nerviosa al principio; pero, eventualmente agotaremos la energía química que hay en el músculo y no lograremos sostener la posición; en aquel tono iniciaremos a temblar y en algún punto corresponderemos descansar.