La energía

[skynet]

Re: La energía

julian, dices "Es decir la física no le "importa" lo que es".......estoy de acuerdo, la física no sabe lo que es la masa y tampoco le importa....eso es lo que estoy diciendo desde el principio, eres tú quien en su primer mensaje dice lo contrario: "efectivamente sabemos lo que es la masa".

respecto al cambio, ¿puedes mostrarme el libro en donde lo define como "una fuerza neta aplicada a lo largo de una distancia" ?, en lugar de hablarme sobre el concepto de energía en física cuántica y sobre el decaimiento de un foton en dos antipartículas es mucho mas fácil decirme el título, autor y página en donde consultar esa definición de cambio....o escanealo y ponlo aquí para que lo veamos todos.

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Pero si la energía es una capacidad para hacer trabajo ¿Por qué Feynman la describe como un número que se conserva y no entendemos en vez de decir la capacidad de trabaho?

yo creo que feynman pretendía decir dos cosas: que la energía se conserva y que no sabemos realmente lo que es.

Quizá lo que realmente me tiene confuso es el hecho de que en los institutos nos dan simplemente las fórmulas y no la demostración, es decir, entiendo que una objeto tenga una capacidad de hacer trabajo, sin embargo, lo que no soy capaz de entender es la demostración (tampoco las he visto) de sus fórmulas (energía cinética 1/2 m v^2 ... e=mc^2/V(a-(v/c)^2))

el calculo de la formula de la energía cinetica es sencillo, solo tienes que calcular el trabajo que tienes que hacer para acelerar un cuerpo desde el reposo hasta la velocidad v, el resultado siempre será $1/2 mv^2$

Otra duda es ¿por qué en la energía potencial integran? Por ejemplo en la deducción de la energia potencial elástica lo hacen ¿tiene algo que ver con la distancia y la regla de Barrow?

si queremos calcular el trabajo realizado por una fuerza constante solo tenemos que multiplicar la magnitud de la fuerza por la distancia recorrida y ya está, pero si la fuerza es variable tenemos que recurrir a las integrales, básicamente lo que hace la integral es dividir la distancia recorrida en infinitos tramos infinitamente pequeños, calcular el trabajo producido en cada uno de ellos y luego sumarlos todos.

En cuanto a la conservación ¿no es una especie de corolario de la conservación del momento lineal? Si un objeto choca con otro que esta en reposo, el primero le transmite energía cinética a este, lo que es lo mismo que decir que le transmite una cierta cantidad de movimiento (o momento lineal).P

no, son cosas diferentes....supon que un objeto de masa m y velocidad v choca con otro de también masa m inicialmente en reposo, existen muchas soluciones posibles:
- los dos podrían salir a velocidad v/2, de modo que se conserva el momento lineal
- también puede quedar el primero en reposo y salir el segundo con velocidad v
- también puedar el primero con velocidad v/3 y el segundo 2v/3

.... y así hay infinitas soluciones y todas ellas cumplen el principio de conservación del momento lineal.....pero solo una cumple el principio de conservación de la energía mecánica (el primero queda en reposo y el segúndo con velocidad v) y esta será la solución correcta si el choque es elástico........pero lo importante es que veas que la conservación del momento lineal y la de la energía son cosas diferentes.

D: Supernena ¿a qué te refieres con que es al revés e=mc^2 en reposo?

lo que digo es que la energía de un objeto si está en reposo es menor que si está en movimiento, al revés de como lo decías tú en tu mensaje.

[Weip]

Re: La energía

...la física no es una ciencia exacta, el principio de indeterminación de heisemberg implica que solo puede alcanzar una certidumbre probabilística, a las matemáticas sí se les puede considerar una ciencia exacta aunque también están sometidas a limites inherentes (teorema de incompletitud).

Ni el principio de incertidumbre en física ni los teoremas de incomplenitud en matemáticas suponen un "límite" para estas ciencias. Al contrario, se enriquecen más. Lo de ciencias exactas es un nombre como otro cualquiera pero no hace referencia a la precisión o a los límites de la ciencia ni nada por el estilo.

Pero si la energía es una capacidad para hacer trabajo ¿Por qué Feynman la describe como un número que se conserva y no entendemos en vez de decir la capacidad de trabaho?

Feynman ahí está dando su opinión en un contexto divulgativo. Las definiciones y los teoremas están claros, la energía no es un número que se conserva. Eso es una propiedad que se puede demostrar y comprobar en la realidad.

Quizá lo que realmente me tiene confuso es el hecho de que en los institutos nos dan simplemente las fórmulas y no la demostración, es decir, entiendo que una objeto tenga una capacidad de hacer trabajo, sin embargo, lo que no soy capaz de entender es la demostración (tampoco las he visto) de sus fórmulas (energía cinética 1/2 m v^2 ... e=mc^2/V(a-(v/c)^2))

Porque la demostración es demasiado complicada para el curso donde estás. En la ESO la física es tan formulística porque si tuviéramos que demostrar todo tendríamos que quitar física del colegio y que la gente se lo encontrara en primero de carrera. Tampoco te extrañes, a las matemáticas, a la química y a la biología del colegio les pasa lo mismo.

Otra duda es ¿por qué en la energía potencial integran? Por ejemplo en la deducción de la energia potencial elástica lo hacen ¿tiene algo que ver con la distancia y la regla de Barrow?

Porque si $W=-\Delta U$ entonces $U_b-U_a=-\dst\int^b_a \vec{F}\cdot \dd \vec{r}$. Por lo tanto haciendo el producto escalar e integrando lo que queda obtienes la energía potencial $\Delta U$. Esto lo puedes encontrar muy fácilmente por internet para todas las energías potenciales habituales en física clásica. El porqué $W=-\Delta U$ viene de un teorema matemático difícil de ilustrar a tu nivel. Pero bueno tiene que ver con que la fuerza es conservativa.

En cuanto a la conservación ¿no es una especie de corolario de la conservación del momento lineal? Si un objeto choca con otro que esta en reposo, el primero le transmite energía cinética a este, lo que es lo mismo que decir que le transmite una cierta cantidad de movimiento (o momento lineal).P

No, no es un corolario. Si lo fuera entonces la energía se conservaría únicamente en los choques. Tendría cosas tan raras como que la energía no se conservaría para un objeto totalmente aislado cosa que no observamos en la realidad.

[skynet]

Re: La energía

Lo de ciencias exactas es un nombre como otro cualquiera pero no hace referencia a la precisión o a los límites de la ciencia ni nada por el estilo.

....¿a que hace referencia entonces? ¿o es que la palabra "exacta" no tiene significado?¿por que la poneis entonces?......y si no tiene significado ¿Cómo puede usarla julian para apoyar sus argumentos...porque es una "ciencia exacta"?......¿te parece lógico?

[Weip]

Re: La energía

....¿a que hace referencia entonces? ¿o es que la palabra "exacta" no tiene significado?¿por que la poneis entonces?......y si no tiene significado ¿Cómo puede usarla julian para apoyar sus argumentos...porque es una "ciencia exacta"?......¿te parece lógico?

Es una clasificación. Las ciencias exactas son las ciencias en las que las matemáticas tienen un papel. Son nombres como ciencias naturales, ciencias sociales... Pero bueno en mi opinión no hacen falta hacer estas clasificaciones. Cada ciencia se dedica a lo que se dedica y ya está.

[skynet]

Re: La energía

en la clasificación que yo conozco las ciencias exactas solo son las matemáticas, la física pertenece a las ciencias experimentales

[Julián]

Re: La energía

respecto al cambio, ¿puedes mostrarme el libro en donde lo define como "una fuerza neta aplicada a lo largo de una distancia" ?, en lugar de hablarme sobre el concepto de energía en física cuántica y sobre el decaimiento de un foton en dos antipartículas es mucho mas fácil decirme el título, autor y página en donde consultar esa definición de cambio....o escanealo y ponlo aquí para que lo veamos todos.

El trabajo es la integral de linea del producto punto entre la fuerza y el diferencial recorrido. El cambio no es un concepto más abstracto y útil en la física. Un trabajo es un cambio, una variación en la temperatura también lo es, etc.

No lo he leido de ningún libro, los libros avanzados en cierta manera consideran ya sabido a este tema y simplemente hacen referencia a la energía. Puedes leer lo que dijo Pod en el siguiente hilo

http://forum.lawebdefisica.com/threa...pacidad+cambio

La energía como capacidad para producir un trabajo resulta de

$\dst {\int}_{{r}_{0}}^{{r}_{f}} m \frac{\mathrm{d} \vec{v}}{\mathrm{d} t} d \vec{r}={\int}_{{r}_{0}}^{{r}_{f}} m \frac{\mathrm{d} \vec{r}}{\mathrm{d} t} d \vec{v} = {\int}_{{v}_{0}}^{{v}_{f}} m v d \vec{v} = \frac{1}{2 } m ({{v}_{f}}^{2} - {{v}_{0}}^{2} )$

y la energía potencial, que resulta de una fuerza conservativa:

$\dst {\int}_{{r}_{0}}^{{r}_{f}} \vec{F} d \vec{r} = \nabla \vec{F}({r}_{f}) - \nabla \vec{F}({r}_{0})$

ahora con eso te quedás corto para fenómenos físicos como cambios de temperatura, desintegraciones de partículas, hasta para la medición del potencial eléctrico.

Pero sin irnos a la físicua cuántica. Si tienes una batería química, ¿cómo mides la diferencia de potencial eléctrico? ¿puedes medir el recorrido de los electrones de manera tal que:

$E = \dst {\int}_{{r}_{0}}^{{r}_{f}} {q}_{e} \vec{E} d \vec{l}$ (1)

Si no conoces tampoco el campo eléctrico ya que quieres medir la diferencia de potencial eléctrico, que es la energía sobre unidad de carga que posee la batería. Además los electrones asceleran, "pegan" contra los átomos fijos, vuelven a ascelerar, etc.

$\vec{E} - \alpha \vec{v} = {m}_{e} \frac{{\mathrm{d}}^{2} \vec{r} }{{\mathrm{d} t}^{2} } \Rightarrow \vec{E} - \alpha \frac{d \vec{r}}{d t} - {m}_{e} \frac{{\mathrm{d}}^{2} \vec{r} }{{\mathrm{d} t}^{2} }=0$

$\alpha \vec{v}$ es la fuerza de arrastre debida a los choques, que depende de su velocidad. De manera que llegan a una velocidad de arrastre constante promedio, tal cual como cuando alguien se tira de paracaidas y llega a una velocidad límite de caida.

Por ende la diferencia de potencial produce un cambio en la temperatura del material, y dicho cambio se puede medir. Es más la ecuación (1) ni siquiera se puede hacer debido al comportamiento ondulatorio del electrón en el conductor.

http://forum.lawebdefisica.com/threa...light=energía

[Visitante]

Re: La energía

Vale, creo que ya he pillado la idea intuitiva aunque para entenderlo completamente tendré que esperar a la carrera.

Mi última duda ¿La energía es la misma en mecánica clásica que en mecánica cuántica?

[Julián]

Re: La energía

Una diferencia es que en cúantica los sitemas ligados experimentan cambios o transiciones discretas, es decir, cuantificadas. Pero la principal característica es el principio de incertidumbre, cuanto más certezas tienes sobre un cambio físico, es decir, su energía menor certeza tienes del tiempo que transcurrio dicho cambio. De manera que es posible que del vacio surjan partículas pero que el tiempo de vida de esta sea muy pequeño, esto se entiendo en teoría cuántica de campos pero lo importante es que todas las partículas son perturbaciones de un campo y un campo sin partículas posee un nivel energético no nulo, es decir, una capacidad de producir un cambio en dicho campo o en otros.

[skynet]

Re: La energía

Un trabajo es un cambio, una variación en la temperatura también lo es, etc.

¿una variación de temperatura?.....pero ¿no habías definido "cambio" como una fuerza aplicada a lo largo de una distancia en un mansaje anterior?¿en que quedamos?

los libros avanzados en cierta manera consideran ya sabido a este tema...

....o sea, en los libros básicos no se menciona el "cambio" y en los avanzados ya se da por sabido.....¿y a eso le llamas ciencia exacta?..

¿puedes si quiera mostrarme aunque sea una formula en donde aparezca el "cambio"?.....¿cuál es su símbolo?....¿C?

Puedes leer lo que dijo Pod en el siguiente hilo

ese enlace no lleva a ninguna parte, solo aparece el siguiente mensaje:

Ningún Hilo ha sido especificado. Si has seguido un enlace válido, por favor notifica a la administración

[Julián]

Re: La energía

¿una variación de temperatura?.....pero ¿no habías definido "cambio" como una fuerza aplicada a lo largo de una distancia en un mansaje anterior?¿en que quedamos?

No, un trabajo es un cambio pero no todo cambio es un trabajo.

Pero pensá un poco solamente, por ejemplo el bossón de higgs tiene una masa de 125 GeV aproximadamente que es la energía en la colision de los hadrones, es decir, es la suma de la masa en reposo de los hadrones con su energía cinética. ¿como se detecta? no se detecta directamente porque al ser tan masivo se desintegra en una distancia menor a un atomo. Se detecta porque dicho bosson decae en una serie de partículas que se pueden observar y medir su energía cinética. Es decir, hubo un cambio bajo una simetría en donde dicho boson masivo cambia a diferentes partículas. Su energía, es decir, la capacidad para producir un cambio se mantiene.

O donde ves trabajo en el siguiente cambio energético que se da en los núcleos atómicos y que dicha interacción permite que los nucleo no se desintegren.

${p}^{+} + {n}^{0} \to ({n}^{0}+ {\pi}^{+})+{n}^{0} \to {n}^{0}+ ({\pi}^{+}+{n}^{0}) \to {n}^{0} + {p}^{+}$

Pero aún así no respondiste como medir la energía sobre unidad de carga de una batería electroquímica mediante la medición del trabajo de los electrones y sin recurrir a la medición en los cambios en temperatura o en el campo magnético, concatenado a los conductores.

ese enlace no lleva a ninguna parte, solo aparece el siguiente mensaje:

Que raro a mi si me manda el link a la correspondiente dirección.

[Weip]

Re: La energía

Malevolex he estado pensando cómo explicarte lo que preguntabas mensajes atrás:

Otra duda es ¿por qué en la energía potencial integran? Por ejemplo en la deducción de la energia potencial elástica lo hacen ¿tiene algo que ver con la distancia y la regla de Barrow?

Entonces te dije que viene de la igualdad $W=- \Delta U$ y que demostrarla en general es difícil. Así que he pensado en explicártelo para una fuerza unidimensional porque a tu nivel se puede entender al 100%. Una fuerza unidimensional $F(x)$ es conservativa si $F(x)=-\dst\frac{\mathrm{d} U}{\mathrm{d} x}$. A $U$ se le llama energía potencial. Calculemos el trabajo:

$W=\dst\int^b_a F(x)dx=-\dst\int^b_a \dst\frac{\mathrm{d} U}{\mathrm{d} x} dx=-\dst\int^b_a dU=-(U_b-U_a)=- \Delta U$.

En resumen, si yo tengo una fuerza $F(x)=-kx$ para calcular $\Delta U$ he de hacer:

$\Delta U=-W=-\dst\int^b_a F(x)dx=\dst\int^b_a kxdx=k\dst\int^b_a xdx=\dst\frac{1}{2}k(x_b^2-x_a^2)$

Y esto contesta a tu pregunta. Para fuerzas que no son unidimensionales la cosa se vuele difícil porque una fuerza conservativa no se puede poner como la derivada de la energía potencial. Para ello hay que recurrir al concepto de gradiente $\dst\nabla$ del que te han hablado un poco en otros mensajes y demostrar un teorema más. Al final se llega igual a que $W=-\Delta U$.

[skynet]

Re: La energía

julian, no sabía que esperabas una respuesta a lo de la diferencia de potencial electrico.....si la pregunta es ¿cómo convertir la energía potencial eléctrica de una batería en trabajo?, la respuesta es: conectala a un motor eléctrico y obtendrás trabajo.

pero no discutamos más, está claro que no vamos a llegar a un acuerdo y solo vamos a enfrentarnos....si estas de acuerdo consideremos el tema cerrado.

recibe un cordial saludo

[Julián]

Re: La energía

Me refería a la diferencia de potencial [Julios /C] que es energía sobre unidad de carga y es diferente a la energía potencial eléctrica [Julios].

pero no discutamos más, está claro que no vamos a llegar a un acuerdo y solo vamos a enfrentarnos....si estas de acuerdo consideremos el tema cerrado.

Ok, me parece bien, igual de estas discuciones se puede sacar mucho, incluso más que enseñar. Mi recomendación es que cuando expongas tus argumentos des demostraciones o contrademostraciones. Por ejemplo en la demostración del decaimiento del protón en un neutrón y meson, donde hay una transferencia energética, podrías defender donde hay un trabajo según la definición de este.

[skynet]

Re: La energía

Me refería a la diferencia de potencial [Julios /C] que es energía sobre unidad de carga y es diferente a la energía potencial eléctrica [Julios].

julian, la definición que he dado como "la capacidad de producir trabajo" es aplicable exclusivamente a la energía, no es para el potencial ni para la diferencia de potencial.....no me puedes pedir que utilice la definición de una cosa para aplicársela a otra cosa diferente.

en la demostración del decaimiento del protón en un neutrón y meson, donde hay una transferencia energética, podrías defender donde hay un trabajo según la definición de este.

la energía que se produce en la descomposición del protón se convertirá en energía cinética de las partículas resultantes.....esto significa que sobre las partículas se ha aplicado una fuerza que las ha acelerado.....es decir se ha producido trabajo.

[leo_ro]

Re: La energía

la energía que se produce en la descomposición del protón se convertirá en energía cinética de las partículas resultantes.....esto significa que sobre las partículas se ha aplicado una fuerza que las ha acelerado.....es decir se ha producido trabajo.

Una fuerza no es aplicable en física cuántica. Tampoco el trabajo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza..._cu.C3.A1ntica