Energía cinética

La energía cinética es una forma de energía, conocida como energía de movimiento. La energía cinética de un objeto es aquella que se produce a causa de sus movimientos que depende de la masa y velocidad del mismo. La energía cinética suele abreviarse con las letras "Ec" o "Ek". La palabra cinética es de origen griego “kinesis” que significa “movimiento”.

La energía cinética se representa a través de la siguiente fórmula: Ec= ½ mv². La energía cinética se mide en Julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros sobre segundos (m/s).

Como tal, la energía cinética está ligada a otros conceptos de la física como: trabajo, fuerza y energía. La energía solo puede llamarse cinética cuando el objeto se pone en movimiento y, al chocar con otro pueda moverlo originando un trabajo y, la fuerza puede referirse como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir daños a otro.

Una vez lograda la activación del cuerpo, el mismo puede mantener su energía cinética excepto si aplica al cuerpo un trabajo negativo o contrario de la magnitud de la energía cinética para que regrese a su estado inicial o de reposo.

La energía cinética puede originarse a partir de otras energías o convertirse en otras formas de energías: En el caso de los carros de una montaña rusa alcanzan energía cinética cuando están en el fondo de su trayectoria pero esta se transforma en energía potencial gravitacional cuando comienza a elevarse. Otro ejemplo es a través de la energía cinética que permite los movimientos de las hélices se puede obtener electricidad o, energía hídrica a través del movimiento de agua.

La energía cinética se debe a William Thomson más conocido como Lord Kelvin en 1849. La energía cinética no es propia de nuestros días ya que antiguamente existía los molinos de viento que se utilizaba para muchas actividades, como tarea principal la de moler trigo, este tipo de instrumentos hace uso de la energía cinética.

Tipos de energía cinética

No hay propiamente tipos de energía cinética, sin embargo cada enfoque particular de la física presenta su propia perspectiva respecto a ella, por ejemplo:

• En mecánica clásica. La energía cinética es comprendida de acuerdo a distintos sistemas de referencia, de sistemas de partículas o de sólidos rígidos en rotación. Cada uno de ellos representa un caso puntual con fórmulas específicas de cálculo y variables a considerar.
• En mecánica relativista. La mecánica influida por la Teoría de la relatividad considera la energía cinética en base a dos escenarios: la energía cinética de una partícula y la de un sólido en rotación.
• En mecánica cuántica. La mecánica de las partículas atómicas toma en consideración la energía cinética en base a las partículas cuánticas (más pequeñas que un átomo) y a los sólidos rígidos formados por números infinitos de partículas.

3. Diferencia entre energía potencial y energía cinética

La energía cinética (Ec) y la energía potencial (Ep), sumadas, componen la energía mecánica (Em) de un objeto o sistema. Sin embargo, se distinguen en que mientras la primera atañe a los cuerpos en movimiento, la segunda tiene que ver con el monto de energía acumulado dentro de un objeto en reposo.

Dicho así, la energía potencial depende de cómo esté posicionado el objeto o sistema respecto al campo de fuerzas a su alrededor, mientras que la cinética tiene que ver con los movimientos que emprenda.

Existen tres tipos de energía potencial:

• Energía potencial gravitatoria. Vinculada con la altura a la cual estén los objetos y la atracción de la gravedad sobre sus cuerpos.
• Energía potencial elástica. Tiene que ver con la tendencia de ciertos objetos de recuperar su forma original, una vez que han sido obligados por una fuerza externa a abandonarla.
• Energía potencial eléctrica. Se refiere a la cantidad de trabajo contenido en un campo eléctrico determinado, cuando una carga eléctrica en su interior va desde un punto del campo hacia el infinito.

4. Ejemplos de energía cinética

Cuando una pelota cae adquiere energía cinética.

 Algunos ejemplos donde se constata la energía cinética pueden ser:

• Arrojar una pelota por el aire. Imprimimos fuerza a una pelota para arrojarla por los aires, dejando que caiga por obra de la gravedad. Al hacerlo, adquirirá una energía cinética que, cuando otro jugador la ataje, deberá compensar con un trabajo de igual magnitud, si desea atajarla y retenerla.
• Un vagón de montaña rusa. Un ejemplo clásico: el vagón de una montaña rusa de un parque de atracciones presentará una energía potencial hasta el instante mismo en que empiece a caer, y su velocidad y masa le impriman una creciente energía cinética. Esta última será mayor si el vagón está lleno que si está vacío (pues hay mayor masa).
• Derribar a alguien al suelo. Si corremos hacia un amigo y nos tiramos sobre él, la energía cinética que ganamos durante la carrera vencerá la inercia de su cuerpo y lo derribaremos. En la caída, ambos cuerpos sumarán la energía cinética conjunta y será finalmente el suelo quien detenga el movimiento.