Tipos de energía

Hoy hablaremos de los tipos de energía . Los conceptos básicos de la energía se encuentran en el post "La energía", así que si todavía no los habéis leído recomiendo hacerlo antes de leer este post.

Como algunos sabéis, la energía se puede presentar en distintos estados. Ahora veremos los principales tipos de energía que conocemos:

• Mecánica: es la energía que corresponde a la suma de la energía potencial y la energía cinética, y expresa la capacidad de hacer un trabajo que tiene un cuerpo
• Potencial: se refiera a la energía no activa que tiene un cuerpo, la energía que aunque está presente no ejerce ninguna función, simplemente está en reposo. Hay tres tipos
• Gravitatoria: se da cuando un cuerpo está sometido a un campo gravitatorio. Todos los humanos, por ejemplo, tenemos energía potencial gravitatoria por el simple hecho de estar sometidos a la gravedad de la Tierra.



Relación entre energía cinética y mecáncia

• Se calcula con la formula U= mgh, donde U es la energía, m es la masa del cuerpo, g es la fuerza del campo gravitatorio y h es la altitud a la que se encuentra el cuerpo.
• Elástica: se da cuando un cuerpo se deforma de su estado original y no puede volver a tener su forma original por una fuerza que se lo impide. Es el caso de las gomas elásticas, las cuales se deforman cuando las estiras. Si dejas una goma estirada, esta obtiene energía potencial elástica.
• Calcula este valor es muy difícil, por lo que no se explicará en este post.
• Eléctrica: se da cuando dos cuerpos están cargado y aunque sus carga preferirían acercarse, hay algo que se lo impide. En el caso de dos imanes que se atraen, cuando los dejas ligeramente separados el uno del otro estás aplicando energía potencial eléctrica..
• Para dos partículas, se calcula con la fórmula U=KGg/r, donde K es la constante de Coulomb,  G es la carga de la partícula 1, g es la carga de la partícula 2 y r es la distancia que los separa.
• Cinética: es la energía de la velocidad. Cuanto más rápido se mueve un cuerpo más energía cinética tiene, de la misma manera que cuanto más pesado es un objeto más energía cinética tiene.
• Se calcula con la formula E=m*v*v/2, donde E es la energía cinética, m la masa del objeto y v su velocidad.

• Calorífica: es la cantidad de temperatura que tiene un cuerpo, y se traduce en la cantidad de movimiento(o energía cinética) que tienen sus átomos y moléculas
• Lumínica: es la energía que se manifiesta en forma de luz, es decir, en fotones. 
• Sonora: es la energía que se desplaza por el espacio en forma de ondas sonoras.
• Eléctrica: se produce cando dos puntos cargados de forma distinta se ponen en contacto mediante un material conductor, y la electricidad empieza a fluir. Es el caso de una bombilla, ya que cuando pulsamos el interruptor lo que hacemos es poner en contacto dos puntos cargados de forma distinta y crear flujo eléctrico



Campo magnético de la Tierra

• Electromagnética: se produce cuando se crea un campo magnético. En el caso de la Tierra, hay una gran cantidad de energía electromagnética debida al campo magnético de nuestro planeta 

Hasta aquí el post de hoy sobre los tipos de energías. En el próximo post hablaremos de las maneras que tenemos actualmente los seres humanos de conseguir producir energía.

Hasta la proxima,
Física Fácil y Simple

Magnitudes: la temperatura

Hola amigos,

En el último post vimos las magnitudes del SI relacionadas con la masa. Hoy veremos que es la temperatura y como se mide. Empecemos por el principio.

La temperatura mide la cantidad de energía cinética que tienen las moléculas o partículas de un sistema. Esto se puede traducir en vibraciones o como simple movimiento(a pequeña escala) . Simplemente, cuando un objeto está frío quiere decir que sus partículas se mueven poco, y cuando este se calienta las partículas empiezan a moverse más rápidamente. Esto no quiere decir que tu mano se calienta cuando la mueves, ya que este es otro "tipo" de movimiento.

La unidad básica del SI para medir la temperatura es el grado Kelvin. Aunque algunos de vosotros no estaréis relacionados con esta escala, comprenderla es muy simple.

Las tres escalas y sus puntos importantes

Aunque globalmente las escalas de temperatura mas usadas son la Fahrenheit (en América) y la Celsius (en Europa y el resto del mundo), los físicos utilizan una escala llamada Kelvin. Para obtener los grados de esta escala, sólo tenemos que coger una temperatura cualquiera en grados Celsius ( que son los que utilizamos normalmente) y sumarle exactamente 273.15 grados. Es decir, que el agua se congela a 0 º Celsius y a 273.15 grados Kelvin.

Así que un día al señor Lord Kelvin se le ocurrió crear una nueva escala, donde el punto 0 fuera equivalente a los -273.15 grados celsius, y donde un grado Kelvin fuera igual de amplio que un grado.Celsius. Así se obtuvo la escala Kelvin, la qual ya hemos explicad antes. 

Lord Kelvin

La razón por la cual se cogió este número es muy básica. Como hemos dicho al principio, si un objeto está frío quiere decir que sus partículas se mueven poco. Creéis que sería posible enfriar un objeto tanto hasta el punto que sus partículas no se movieran? Teóricamente si se puede, aunque nunca se ha logrado en un laboratorio. Si se hacen cálculos, obtenemos que la temperatura mínima que puede tener un objeto es de -273.15 º Celsius. 

Kelvin: se define como la escala de temperatura basada en Celsius, pero con el punto 0 fijado en -273,15Cº.

Al punto 0 de esta escala se le denomina "el cero absoluto", ya que nada puede tener una temperatura menor a esta. Es decir, en la escala Kelvin no existen los grados negativos, excepto para las teoría de la temperatura negativa.

AVISO : Lo que se dirá a continuación aún no está 100% confirmado, y solo tiene validez cuando nos fijamos en partículas extraordinariamente pequeñas y solo en algunos campos de la física.

Aquí podemos ver distintas partículas con distintas
 temperaturas, indicadas en los carteles

Cuando nos referimos a temperatura negativa, no hablamos de cosas más frías que el cero absoluto, ya que eso no es posible. Nos referimos a anti temperatura. Con la temperatura normal, las partículas tienden a perder temperatura, es decir, a acercarse al cero absoluto. Pues bien, imaginen que tenemos una substancia que cuando gana temperatura las partículas empiezan a moverse de forma ordenada, en vez de moverse desordenadamente como pasa en las temperaturas normales. Otra característica de la temperatura negativa es que las partículas en vez de perder temperatura tienden a ganarla, acercándose al cero absoluto.

Vemos como al enfriar mucho un cuerpo, al final
 pasa a ser un cuerpo muy caliente en temperatura negativa.

Otra forma de verlo sería en forma de hipérbole(véase imagen), donde a la izquierda está la temperatura negativa y a la izquierda la positiva. De alguna manera, se cree que los puntos de +infinitos grados Kelvin y el punto de -infinitos grados Kelvin es en realidad el mismo. 

Es un concepto difícil de entender, incluso a mí o a algunos físicos actuales les sigue pareciendo una idea extraña. Aún queda mucho por investigar en ese tema. Aquí os dejo un link de Youtube, del canal MinutePhysics que habla del tema. (https://www.youtube.com/watch?v=APFqPoXBE2o)

Con este post cerramos la parte de las magnitudes. Aunque aún quedan algunas por explicar, són muy avanzadas y ya se acercan más a otros temas que a la física, como por ejemplo el tema eléctrico. No trataremos esos temas de momento, puede que en un futuro iniciemos el tema. En el próximo post profundizaremos en la energía, explicando entre otras cosas los distintos tipos que hay.

Hasta aquí el post de hoy sobre la temperatura. Espero que les haya gustado, si tienen alguna duda como siempre no olviden preguntar en los comentarios. 

Saludos,

Física fácil y simple

Magnitudes: masa y fuerzas

Hola amigos. En el último post vimos cuales eran las 6 magnitudes relacionadas con el tiempo y con el espacio. Hoy, vamos a ver tres nuevas magnitudes, esta vez relacionadas con la masa. 

• Masa: la masa de un cuerpo es la cantidad de materia que lo forma. Aunque esto no es del todo exacto, vamos a quedarnos con esta definición. En el SI, la unidad de medida es el kilogramo, es decir, mil gramos. Técnicamente, un kilogramo es la cantidad de masa que tiene un cilindro de 39 milímetros de alto y 39 de diámetro, formado en un 90% de platino y en un 10% de iridio. 

Esta definición ha provocado malestar en la comunidad científica, que pide que se haga una mejor definición del kilo, ya que esta definición actual es muy inexacta. Un cilindro puede variar de altura o diámetro dependiendo de la temperatura, y a los científicos les encanta la exactitud

Vamos bien no? Ahora ya sabemos porqué decimos que alguien pesa 80 kilos. Es porque si pusiéramos a una persona de ese peso en un lado de la balanza, y a 80 cilindros como el anteriormente descrito, la balanza se igualaría. Lo que no sabe la mayoría de gente, es que el peso de una persona no se mide, ni por asomo, en kilos. Si no, la definición sería ``es el peso de un cuerpo´´. Pero no. Entonces, cuál es el problema?

Mirad, el problema es precisamente que todos vivimos en la Tierra. Como? Eso afecta a la física? Si. Ahora veremos cual es el verdadero problema:

Si una persona pesa 80 kg, y se encuentra en la tierra, la cual provoca 9,8m/s^2 de gravedad, podemos calcular la fuerza que aplica sobre el suelo. Simplemente, multiplicamos 80kg x 9.8m/s^2 y obtenemos 784 Newtons. Lo que decía anteriormente, es que como todos vivimos en la tierra, todos estamos sujetos a la misma cantidad de atracción gravitacional. Pero en el caso de un astronauta en la luna, donde solo está sometido a 1.6 m/s^2 de gravedad, su peso se vería reducido a la sexta parte, aunque seguiría teniendo la misma masa que en la tierra, en júpiter o en un agujero negro. 

• Peso: el peso de un cuerpo es la cantidad que aplica sobre el cuerpo sobre el cual se apoya. La medida estándar del SI es el Newton (N), el cual se calcula multiplicando la masa del cuerpo por la fuerza de la gravedad a la cual está sometido. Por ejemplo:

Así que como hemos podido comprobar, tu masa es siempre la misma (a no ser que engordes o adelgaces) mientras que tu peso depende de la gravedad a la que estés expuesto.

Ahora explicaremos el concepto que pone en común peso y superficie:

• Presión: es muy simple. Es una  manera de calcular el peso exacto que soporta una superficie determinada. Es decir, con el peso podemos saber el total de fuerza que ha de aguantar una superficie, pero con la presión podemos calcular que cantidad de fuerza ha de aguantar cada unidad d superficie. La unidad es el N/m^2, o Pascal. Simplemente hemos de coger el peso, dividirlo entre la superficie sobre la cual se esta apoyando y obtenemos la presión que provoca

Por último vamos a conocer el concepto que relaciona masa con volumen:

• Densidad: es la cantidad de masa que tiene un cuerpo dividida entre su volumen. Su unidad en el SI es el kg/m^3. Así, podemos deducir que un cuerpo de 1 kg que ocupa 1 m^3 tiene el doble de densidad que uno de 2 kg que ocupa el mismo volumen, o que uno de 1 kg que ocupa la mitad de volumen. Normalmente, relacionamos la densidad con lo duro que es un material (erróneamente), como por ejemplo el plomo es muy denso y duro. 

Hasta aquí llega el post de hoy, en el próximo continuaremos hablando de unidades, esta vez de las unidades restantes.