¿Alguna vez has subido las escaleras del cerro Santa Lucía cargando bolsas del supermercado y sentido que 'quemaste' energía, pero en física... ¿realmente hiciste trabajo? Spoiler: depende de cómo lo mires. Si te quedaste quieto en el ascensor del cerro Alegre en Valparaíso, ¿estuviste haciendo trabajo? ¡Vamos a resolverlo con ejemplos que conoces!
Mecánica
- Aceleración de gravedad (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon de ɡɾa.βiˈðað/
- Aceleración que experimenta un cuerpo en caída libre debido a la atracción gravitatoria. En la superficie terrestre, su valor aproximado es 9.8 m/s².
Sinónimos : gravedad
En el desierto de Atacama, la aceleración de gravedad es ligeramente menor que en el nivel del mar. ¡Por eso saltas un poco más alto!
Cuando dejas caer una moneda desde el mirador de la Torre Entel en Santiago, acelera a 9.8 m/s² hasta chocar contra el suelo.
- Conservación de la energía (noun) /kon.seɾ.βaˈsjon de la e.neɾˈxi.a/
- Principio físico que establece que la energía total de un sistema aislado permanece constante, aunque pueda transformarse entre diferentes formas.
Sinónimos : principio de conservación
La energía no se pierde, solo se transforma. ¡Como cuando gastas plata en helados y luego sudas corriendo para 'quemarla'!
En un péndulo en el colegio San Ignacio de Santiago, la energía potencial se transforma en cinética y viceversa sin pérdida (en teoría).
- Desplazamiento (noun) /des.pla.saˈmjen.to/
- Cambio de posición de un cuerpo en una dirección específica. Es una magnitud vectorial y se mide en metro (m).
Sinónimos : cambio de posición
El desplazamiento no es lo mismo que la distancia recorrida. ¡En un viaje de Santiago a Valparaíso en auto, el desplazamiento es en línea recta!
El desplazamiento de tu casa en Providencia al colegio en Ñuñoa es de unos 3 km al sureste.
- Energía (noun) /e.neɾˈxi.a/
- Capacidad de un sistema para realizar trabajo o producir cambios. En física, se mide en joule (J) y puede transformarse entre diferentes formas como cinética, potencial o térmica.
Sinónimos : capacidad de realizar trabajo
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. ¡Es como el dinero: puedes cambiarlo de forma pero no hacer que aparezca de la nada!
Cuando enciendes el hervidor en tu casa de Santiago para tomar té, la energía eléctrica se transforma en energía térmica para calentar el agua.
- Energía cinética (noun) /e.neɾˈxi.a si.ne.ti.ka/
- Energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Depende de la masa y la velocidad al cuadrado.
Si vas en bicicleta por la costanera de Valparaíso a 20 km/h, tienes energía cinética. ¡Frena antes de chocar!
Cuando el bus del Transantiago frena bruscamente en la Alameda, la energía cinética de los pasajeros se transforma en otras formas de energía (¡y en susto!).
- Energía mecánica (noun) /e.neɾˈxi.a me.ka.ni.ka/
- Suma de la energía cinética y la energía potencial de un sistema. Se conserva en sistemas sin rozamiento.
En el cerro Santa Lucía, tu energía mecánica se transforma de potencial a cinética al bajar corriendo. ¡Cuidado con los patines!
Cuando saltas en el Parque Bustamante de Santiago, tu energía mecánica se mantiene constante si ignoramos el aire (¡pero en la realidad no!).
- Energía potencial elástica (noun) /e.neɾˈxi.a po.ten.sjal eˈlas.ti.ka/
- Energía almacenada en un resorte o material elástico cuando se deforma. Depende de la constante elástica y la deformación al cuadrado.
Cuando estiras una goma elástica para lanzar una piedra en la playa de Concón, estás almacenando energía potencial elástica.
El sistema de suspensión de un auto en la carretera de Antofagasta almacena energía potencial elástica al pasar por un bache.
- Energía potencial gravitatoria (noun) /e.neɾˈxi.a po.ten.sjal ɡɾa.βi.ta.to.ɾi.a/
- Energía almacenada en un cuerpo debido a su posición en un campo gravitatorio. Depende de la masa, la altura y la gravedad.
Sinónimos : energía potencial
Mientras más alto estés en el cerro Santa Lucía, más energía potencial gravitatoria tienes. ¡Cuidado al bajar rápido!
Cuando llevas tu mochila al mirador del cerro San Cristóbal, su energía potencial gravitatoria aumenta con cada metro de altura.
- Equilibrio (noun) /e.kwiˈli.bɾjo/
- Estado en el que la fuerza neta sobre un cuerpo es cero, por lo que no acelera. Puede ser estático o dinámico.
Sinónimos : balance
Si te paras sobre una báscula en el supermercado, estás en equilibrio estático. ¡La fuerza normal equilibra tu peso!
Un libro en reposo sobre una mesa en tu casa de Maipú está en equilibrio porque la fuerza normal equilibra su peso.
- Fuerza (noun) /ˈfweɾ.sa/
- Interacción que puede cambiar el estado de movimiento o la forma de un cuerpo. Se mide en newton (N) y es una magnitud vectorial.
Una fuerza sin desplazamiento no realiza trabajo. ¡Es como empujar un auto que está en neutral!
La fuerza de gravedad que te atrae hacia el centro de la Tierra cuando saltas en el Parque O'Higgins de Santiago.
- Fuerza conservativa (noun) /ˈfweɾ.sa kon.seɾ.βaˈti.βa/
- Fuerza cuyo trabajo solo depende de los puntos inicial y final, no del camino recorrido. La gravedad y la fuerza elástica son ejemplos.
Subir por las escaleras o por el ascensor del cerro Alegre implica el mismo cambio en energía potencial gravitatoria. ¡La gravedad no se fija en el camino!
El trabajo realizado por la gravedad al bajar desde el mirador del cerro San Cristóbal es el mismo si vas caminando o en funicular.
- Fuerza neta (noun) /ˈfweɾ.sa ˈne.ta/
- Suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Determina su aceleración según la segunda ley de Newton.
Sinónimos : fuerza resultante
Si empujas un auto en neutral en la playa de Viña del Mar y no se mueve, la fuerza neta es cero. ¡La fuerza de rozamiento equilibra tu empujón!
Cuando el bus del Transantiago acelera en la Gran Avenida, la fuerza neta sobre él es la diferencia entre la fuerza del motor y el rozamiento.
- Fuerza perpendicular (noun) /ˈfweɾ.sa peɾ.pen.di.kuˈlaɾ/
- Fuerza que actúa en una dirección de 90° respecto al desplazamiento. No realiza trabajo porque el coseno del ángulo es cero.
Si llevas una mochila en la espalda mientras caminas en línea recta, la fuerza normal de la mochila sobre tu espalda es perpendicular al movimiento. ¡No hace trabajo!
Agarrar una bolsa de compras en la mano mientras caminas por el paseo Ahumada no implica trabajo de la fuerza normal sobre la bolsa.
- Masa (noun) /ˈma.sa/
- Cantidad de materia en un cuerpo. Se mide en kilogramo (kg) y es una propiedad intrínseca que no cambia con la ubicación.
Tu masa en Santiago es la misma que en Antofagasta, pero tu peso (fuerza gravitatoria) cambia ligeramente por la latitud.
Una bolsa de 5 kg de papas en el mercado de La Vega Central tiene la misma masa en todo Chile.
- Potencia (noun) /poˈten.sja/
- Rapidez con la que se realiza trabajo o se transfiere energía. Se mide en watt (W) o en caballo de fuerza (HP).
Sinónimos : capacidad de realizar trabajo por unidad de tiempo
Un ascensor potente sube rápido, pero consume más electricidad. ¡Revisa la boleta de la luz en tu casa de Concepción!
El motor del funicular de Concepción tiene una potencia de 50 kW, suficiente para subir 100 personas en 2 minutos.
- Rozamiento (noun) /ro.saˈmjen.to/
- Fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Disipa energía en forma de calor.
Sinónimos : fricción
El rozamiento en las ruedas de tu auto en la carretera de Antofagasta genera calor y gasta gasolina. ¡Por eso los neumáticos se gastan!
Cuando arrastras una caja por el suelo del patio de tu casa en La Serena, el rozamiento hace que cueste más moverla.
- Sistema de referencia (noun) /sisˈte.ma de re.feˈɾen.sja/
- Conjunto de coordenadas y un observador que permiten describir el movimiento de un cuerpo. Puede ser inercial (sin aceleración) o no inercial.
Sinónimos : marco de referencia
Si vas en un bus que frena bruscamente en la Alameda, desde tu sistema de referencia (el bus) sientes una fuerza hacia adelante. ¡Pero desde la vereda, no!
Para describir el movimiento de un bus en el Transantiago, usas como sistema de referencia la calle y las señales de tránsito.
- Trabajo (física) (noun) /tɾaˈβa.xo/
- En física, es la energía transferida a un cuerpo cuando una fuerza actúa sobre él y produce un desplazamiento. Se mide en joule (J).
Solo hay trabajo si hay fuerza Y desplazamiento en la misma dirección. ¡Llevar una mochila quieta no es trabajo en física!
Cuando empujas tu bicicleta cuesta arriba en el cerro San Cristóbal, el trabajo lo hace tu fuerza muscular contra la gravedad.
- Trabajo negativo (concept)
- Trabajo realizado por una fuerza cuando su componente está en dirección opuesta al desplazamiento, disminuyendo la energía del sistema.
Cuando frenas tu auto en la Panamericana Norte, el rozamiento realiza trabajo negativo sobre el auto, reduciendo su velocidad.
W < 0El trabajo que hace la gravedad al lanzar una pelota hacia arriba es negativo porque se opone al movimiento ascendente.
- Trabajo nulo (concept)
- Trabajo que vale cero porque la fuerza aplicada no produce desplazamiento o es perpendicular al movimiento.
Sinónimos : trabajo cero
Si llevas tu mochila quieta en el metro o empujas una pared que no se mueve, no estás haciendo trabajo en física.
Agarrar fuerte la manilla en el ascensor del cerro Alegre en Valparaíso no es trabajo, solo fuerza estática que te mantiene en equilibrio.
- Trabajo positivo (concept)
- Trabajo realizado por una fuerza cuando su componente está en la misma dirección que el desplazamiento, aumentando la energía del sistema.
Cuando empujas un carro de supermercado en el Líder de Huechuraba hacia adelante, realizas trabajo positivo sobre él.
W > 0El trabajo que hace el motor de un ascensor al subir personas en un edificio de Providencia es positivo.
Termodinámica
- Energía térmica (noun) /e.neɾˈxi.a ˈteɾ.mi.ka/
- Energía asociada al movimiento aleatorio de las partículas en un cuerpo. Se transfiere como calor y se mide en joule.
Sinónimos : calor
Cuando enciendes la cocina a gas en tu departamento de Ñuñoa, la energía química del gas se transforma en energía térmica para calentar la olla.
El calor que sientes al tomar un café en la Plaza de Armas de Santiago proviene de la energía térmica del líquido.
Unidades
- Joule (noun) /ˈʒul/
- Unidad del Sistema Internacional para medir energía y trabajo. Equivale a un newton por metro (N·m).
Si subes 1 metro un cuerpo de 1 kg de masa, realizas aproximadamente 10 J de trabajo (usando g ≈ 10 m/s²).
El trabajo para levantar una botella de 1 litro de agua (1 kg) desde el suelo hasta una mesa de 1 m de altura es de unos 10 J.
- Watt (noun) /wot/
- Unidad del Sistema Internacional para medir potencia. Equivale a un joule por segundo (J/s).
Una ampolleta LED de 10 W consume 10 J de energía cada segundo. ¡Revisa el consumo de tu casa en la boleta de la luz!
El motor de un ascensor en un edificio de Santiago puede tener una potencia de 5 kW, suficiente para subir 10 personas en 10 segundos.