ENERGÍA

En la física clásica, la ley universal de conservación de la energía, que es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece invariable en el tiempo. No obstante, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional que se divide conceptualmente en varios tipos según las propiedades del sistema que se consideren. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica según el movimiento de la materia, la energía química según la composición química, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella y la energía térmica según el estado termodinámico.

Energía en diversos tipos de sistemas físicos

Todos los cuerpos poseen energía debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, a su temperatura, a su masa y a algunas otras propiedades. En las diversas disciplinas de la física y la ciencia, se dan varias definiciones de energía, por supuesto todas coherentes y complementarias entre sí, todas ellas siempre relacionadas con el concepto de trabajo.

Física clásica

En mecánica:

• Energía mecánica, que es la combinación o suma de los siguientes tipos:
  


• Energía cinética: debido al movimiento.
  
  
• Energía potencial: la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas conservativo como por ejemplo:
  

* Energía potencial gravitatoria.

*Energía potencial elástica o energía de deformación, debida a deformaciones elásticas, también una onda es capaz de transmitir energía al desplazarse por un medio elástico.

En electromagnetismo se tiene:

• Energía electromagnética que se compone de:

*Energía radiante, es la energía que poseen las ondas electromagnéticas.
* Energía calórica, es la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación.
Energía potencial eléctrica.
*Energía eléctrica, es el resultado de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos.

Energía potencial

Es la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición o de su configuración. Por definición el nivel de tierra tiene energía potencial nula. La energía potencial gravitatoria asociada a la posición de un cuerpo en el campo gravitatorio. La energía potencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorio constante viene dada por: donde h es la altura del centro de masas respecto al cero convencional de energía potencial. La energía potencial puede definirse solamente cuando existe un campo de fuerzas que es conservativa.

Energía cinética de una masa puntual

La energía cinética es un concepto fundamental de la física que aparece tanto en mecánica clásica, como mecánica relativista y mecánica cuántica. La energía cinética es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partículas del sistema. Una propiedad interesante es que esta magnitud es extensiva por lo que la energía de un sistema puede expresexpresarse como "suma" de las energía de partes disjuntas del sistema.