Explicación Simple del Principio de la Conservación de la Energía



EXPLICACIÓN SIMPLE DEL PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

El significado físico de la palabra es muy parecido, aunque más estricto. Una definición científica de la energía es la capacidad de realizar trabajo.

La energía aparece en muchas formas. El calor liberado por el fuego es energía, como la energía eléctrica que enciende una bombita de luz. La propia luz es energía, lo mismo que la energía mecánica que se emplea para trabajar.

Otras formas de la energía son la energía química, la magnética y la atómica.

No sólo se encuentra la energía en diversas formas, sino que es posible transformar una forma en otra con suma facilidad (aunque con cierta pérdida).

En una usina, por ejemplo, el calor (empleado para generar vapor) es convertido en energía mecánica (en una turbina) que acciona el generador que, a su vez, produce la energía eléctrica que nosotros podemos emplear para producir nuevamente calor, o luz, o trabajo mecánico.

Parecerá sorprendente, pero es imposible destruir la energía. Cuando movemos un dedo gastamos energía y, la mayoría de las veces, nos será imposible mostrar en trueque algún trabajo útil.

Pero la energía no ha sido destruida, sólo transformada en otra manifestación.

En este caso puede haber sido entregada en forma de calor al aire circundante. Puede ser desperdiciada, pero nunca perdida. Cuidadosas mediciones han comprobado que la energía nunca es creado, ni destruida.

Esto es conocido como Principio de la conservación de la energía. En realidad significa que la energía total del Universo siempre ha sido y será la misma.

En ciertas circunstancias, la materia puede ser transformada en energía. En una explosión atómica, por ejemplo, una diminuta cantidad de materia se transforma en una enorme cantidad de energía.



Esto no es ninguna contradicción al principio de la conservación de la energía, puesto que no creamos energía de la nada, sino de la materia, que es otra forma de aquella.

En realidad toda la física se ocupa del estudio de la energía. De acuerdo con ella la energía mecánica puede ser dividida en dos clases, la energía cinética y la potencial. Sabemos que la cinética es la energía asociada a los objetos en movimiento y la potencial es la que está almacenada, lista para ser empleada.

Veamos un ejemplo: el agua de una catarata posee energía cinética; de hecho esa energía está disponible.

Considerando, como ya dijimos, que la energía no es creada ni destruida deducimos que antes de comenzar su trabajo esa agua ya tenía alguna clase de energía.

freno a disco motor de auto

Un freno de disco de coche de carrera. La energía cinética de ¡a rueda en movimiento no es destruida al aplicarse el freno, es convertida en calor. En este ensayó el disco está casi al rojo blanco.

catarata aguaLa energía que el agua poseía ya, antes de caer por causa de su misma posición, es un ejemplo de energía potencial.

La energía cinética del agua en movimiento al pie de la catarata es menor que su energía potencial en la parte alta de la misma.

Esto se debe simplemente a que esta energía se ha consumido en la fricción entre las moléculas de agua y se convierte entonces en calor, de modo que, aunque en cantidad imperceptible, el agua de abajo debería estar algo más caliente que la de arriba.

La energía potencial del agua antes de (pie comience a caer es igual al trabajo que habría que realizar para elevar el agua, molécula a molécula, desde el pie de la catarata hasta la cima.



Esto puede calcularse muy fácilmente.

La energía cinética del agua en movimiento depende de la velocidad y de la masa de agua.

Se puede calcular mediante la fórmula energía cinética = (m.V²)/2

es la masa y V la velocidad  es el cuadrado de la velocidad, es decir, la velocidad multiplicada por sí misma).

Si la masa está dada en gramos y la velocidad en centímetros por segundo, la fórmula nos da la energía cinética en ergios. Todas las formas de la energía podrían medirse en ergios (luz, electricidad, calor, etc.), pero en la práctica para cada forma hay unidades especiales. Así, la energía eléctrica se mide en joules (1 joule =10 millones de ergios) y la energía calórica es medida en calorías (1 caloría = 4,18 joules =4,18 millones de ergios).

resorte de un reloj

El resorte enrollado de un reloj posee energía potencial (almacenada). La entrega lentamente (con ayuda de un mecanismo de escape) y reaparece como energía cinética en las partes en movimiento.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°67
FÍSICA II Polimodal
FÍSICO-QUIMICA Secundaria Santillana

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