Calculadora de energía de impacto
Expresado como E igual a mc^2En física, la equivalencia masa-energía es la relación entre la masa y la energía en el marco de reposo de un sistema, donde los dos valores difieren sólo por una constante y las unidades de medida[1][2] El principio se describe mediante la famosa fórmula del físico Albert Einstein:
La equivalencia masa-energía surgió de la relatividad especial como una paradoja descrita por el polímata francés Henri Poincaré[4]. Einstein fue el primero en proponer la equivalencia de masa y energía como un principio general y una consecuencia de las simetrías del espacio y el tiempo. El principio apareció por primera vez en “¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido energético?”, uno de sus artículos del Annus Mirabilis (Año Milagroso), publicado el 21 de noviembre de 1905[5] La fórmula y su relación con el momento, descrita por la relación energía-momento, fueron desarrolladas posteriormente por otros físicos.
En la relatividad, toda la energía que se mueve con un objeto (es decir, la energía medida en el marco de reposo del objeto) contribuye a la masa total del cuerpo, que mide cuánto resiste la aceleración. Si una caja aislada de espejos ideales pudiera contener luz, los fotones individualmente sin masa contribuirían a la masa total de la caja, en una cantidad igual a su energía dividida por c2.[6] Para un observador en el marco de reposo, eliminar la energía es lo mismo que eliminar la masa y la fórmula m = E/c2 indica cuánta masa se pierde cuando se elimina la energía.[7] Del mismo modo, cuando se añade cualquier energía a un sistema aislado, el aumento de la masa es igual a la energía añadida dividida por c2.[8]
Fórmula de potencia mecánica
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Calculadora de energía potencial
Supongamos que sobre un cuerpo actúa una fuerza F que hace que se mueva en una dirección determinada. Entonces el trabajo realizado por la fuerza es la componente de F en la dirección del movimiento × la distancia que el cuerpo se mueve como resultado. El trabajo realizado se mide en julios (que tiene el símbolo J).
Supongamos ahora que esta fuerza forma un ángulo a con la horizontal. Si el cuerpo se mueve una distancia de s metros a lo largo del suelo, el trabajo realizado es F cosa × s (ya que F cosa es la componente de la fuerza en la dirección del movimiento).
Supongamos ahora que la fuerza que consideramos es la que hace que un cuerpo se levante del suelo. Llamamos al trabajo realizado por la fuerza “trabajo contra la gravedad”. Es igual a mgs julios, donde s es la distancia vertical recorrida por el cuerpo, m es la masa del cuerpo y g es la aceleración debida a la gravedad. [Compárese con la “energía potencial gravitatoria” más adelante].
En otras palabras, el trabajo realizado es igual al cambio de energía. Por ejemplo, el trabajo realizado contra la gravedad es igual al cambio en la energía potencial del cuerpo y el trabajo realizado contra todas las fuerzas resistivas es igual al cambio en la energía total.
Fórmula de los julios
Lo primero y más importante es definir este apartado de estudio de la química. La termodinámica, o más concretamente la termoquímica, es el estudio de la absorción o liberación de calor que acompaña a las reacciones químicas.
En cualquier caso, la energía medida se expresa generalmente en una de las dos unidades: Calorías (cal) o julios (J) Un julio se define como 1kg.m2/s2. Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar 1 mol de agua un grado centígrado y un 4,184 J = 1 cal.
La ley establece que la energía no puede crearse ni destruirse, por lo que se conoce como la Primera Ley de la Termodinámica. Esto significa que la energía total del universo es constante y que sólo se pueden medir los cambios en el tipo de energía.
En química, esto significa a menudo que la energía potencial que se encuentra en los enlaces químicos se convierte en energía térmica, que a su vez se convierte en energía cinética cuando las moléculas responden al aumento de la temperatura, etc. O, como se muestra a continuación, la formación de un enlace convierte la energía química en energía térmica y luminosa. La característica importante del proceso es que la cantidad de energía permanece constante.