Pregunta # 50cb6

Responder:

La energía es una cantidad que indica cuánto trabajo puede realizar el objeto con esa energía.

Explicación:

Físicamente hablando, la energía se puede definir en términos de la cantidad máxima de trabajo que se puede realizar. Para explicar esto con más cuidado, primero pensemos en la noción de trabajo. Aquí solo hablaré de física clásica.

En la física clásica, el movimiento de los objetos se rige por la segunda ley de Newton. # vecF = mveca #, dónde # vecF # es una fuerza, #metro# una masa de objetos y # veca # una obecta aceleración. Esto significa que una fuerza es algo que cambia la forma en que se mueve un objeto.

Por supuesto, podemos variar la fuerza que actuamos sobre una partícula a través del tiempo, o más bien, a través del camino que toma. Por lo tanto definimos una cantidad que llamamos trabajo, (# W #), por la siguiente expresión # W = intvecF * dvecs #. aquí # dvecs = vecvdt # un vector que apunta a lo largo del camino que una partícula toma proporcionalmente a la velocidad de la partícula. Cuando el camino es recto y la fuerza en la misma dirección que el camino, esto se reduce a # W = FDeltas #.

Aunque hemos definido este trabajo en términos del camino a lo largo del cual actúa una fuerza, podemos determinar que el trabajo necesario para cambiar el estado de una partícula de una a otra (por ejemplo, cambiar la velocidad de una partícula) es solo dependiente En la situación inicial y final. Para ver esto, simplemente elaboramos la integral utilizando la segunda ley de Newton.

# W = intvecF * dvecs = intmveca * vecvdt = m int (d ^ 2vecs) / dt ^ 2 * (dvecs) / dtdt #

Ahora usamos # d / dt (v ^ 2) = d / dt ((dvecs) / dt * (dvecs) / dt) = 2 (d ^ 2vecs) / dt ^ 2 * (dvecs) / dt # a través de la regla del producto, por lo que # W = m / 2intd / dt (v ^ 2) dt = m / 2 v ^ 2 _ "inicialmente" ^ "finalmente" = m / 2 (v_f ^ 2-v_i ^ 2) #.

Entonces, de hecho, solo necesitamos saber las velocidades inicial y final y la masa para conocer el trabajo.

Ahora definimos algo llamado energía cinética de un objeto. #E_ "kin" = m / 2v ^ 2 #, asi que # W = DeltaE_ "kin" #. Tenga en cuenta que # W # Puede ser tanto negativo como positivo. Si # W # es positivo, decimos que se ha realizado un trabajo en el objeto; si es negativo, decimos que el objeto ha realizado un trabajo. Ya que # v ^ 2> 0 #La cantidad máxima de trabajo que puede realizar un objeto en movimiento viene dada por su energía cinética.

Hasta ahora solo hemos hablado de partículas en movimiento, pero hay muchas otras cosas en las que vemos esta cantidad de trabajo, pensamos en la compresión de los campos de gas, eléctricos y magnéticos. Sin embargo, en general, es posible asignar un valor a un objeto que cambia cuando se está realizando el trabajo. Así que cuando podemos de alguna manera escribir una expresión para un valor #MI# para un objeto que cambia cuando el objeto realiza un trabajo a través de # W = DeltaE #, y cuando # E = 0 # El objeto no puede realizar el trabajo, llamamos a este valor una energía.