El lenguaje de física, la energía cinética de un cuerpo es la energía que tiene cuando éste está en movimiento. La energía cinética es definida como el trabajo que se necesita para acelerar un cuerpo de una masa específica desde el momento en el que está en reposo hasta que alcanza la velocidad indicada.
Cuando se consigue la energía durante el proceso de aceleración, el cuerpo retiene la energía cinética a menos de que cambia su velocidad. Para provocar que el cuerpo retorne a su estado de reposo es necesario que se realice un trabajo negativo que tenga la misma magnitud que su energía cinética.
Ésta se representa con la letra E- E+, y en ocasiones también se utiliza la T o la K.
Características de la energía cinética
Los términos de trabajo y energía cinética junto con su significado científico se originaron en el siglo XIX.
- Hay diferentes formas de energía como la energía química, la radiación electromagnética, el calor, las energías gravitacionales, la energía nuclear, la energía elástica y la energía eléctrica. Todas las energías antes mencionadas se pueden agrupar en dos grandes tipos: la energía cinética y la energía potencial.
- La energía cinética de algún cuerpo u objeto va a depender de la naturaleza interna del mismo y de la relación que existe entre el observador y el objeto.
- La energía cinética también se constituye como una magnitud física llamada invariante.
- Este tipo de energía está co-localizada con el cuerpo y se encuentra atribuida al mismo campo gravitacional.
Cálculo de la energía cinética
Para calcular la energía cinética de un cuerpo se puede realizar de tres diferentes maneras: usando la mecánica clásica, la mecánica relativista o la mecánica cuántica. Para realizar el cálculo correctamente se debe observar el tamaño del objeto y la velocidad que poseen las partículas que lo forman.
Mecánica clásica de Newton
Cuando el cuerpo se traslada a una velocidad mucho más baja que la velocidad que tiene la luz.
Mecánica relativista
Cuando el cuerpo se mueve a una velocidad cercana a la velocidad de la luz.
Mecánica cuántica
Cuando el tamaño del cuerpo es de nivel subatómico, es decir es más pequeño.
Aplicaciones de la energía cinética
En mecánica clásica
La energía cinética de una masa puntual va a depender de su masa M y de los componentes que se encuentren en movimiento. Expresados en Joule (J). 1 J = 1 kg·m2/s2. Se describen por la velocidad V de la masa puntual.
Ec = mv2/2
En mecánica relativista
En el caso de la relatividad especial, la expresión se cambia para el momento lineal y por interacción se entiende la expresión de la energía cinética:
Ec = myc2 – mc2 = mc2 / raíz cuadrada de 1 – v2/c2
En mecánica cuántica
El valor de la energía cinética que tiene un electrón, T dentro de un sistema de electrones refleja una función de onda |¥》 que se deduce como la suma de un electrón.
《T》= – h2/2me 《¥ | N E i=1 ^ 2i | ¥》