Energía cinética

Te explicamos qué es la energía cinética. Además, la diferencia entre energía potencial y energía cinética, y algunos ejemplos.

¿Qué es la energía cinética?

La energía cinética es aquella energía que posee un cuerpo o sistema debido a su movimiento.

La física la define como la cantidad de trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo con una masa determinada, necesario para acelerarlo desde una velocidad inicial hasta otra velocidad final. Una vez alcanzada dicha velocidad, según la Ley de la inercia, la cantidad de energía cinética acumulada permanecerá constante, es decir, no variará, a menos que otra fuerza nuevamente actúe sobre el cuerpo, ejerciendo un trabajo sobre él, cambiando su velocidad y, por lo tanto, su energía cinética.

La energía cinética a menudo se representa con el símbolo E_c (puede ser E₊ o E_–, dependiendo del caso), aunque a veces también se utilicen los símbolos T o K. Suele expresarse en Joules (J).

Es posible determinar la energía cinética de un objeto mediante diversas fórmulas en la mecánica clásica, tales como: E_c = (m.v²) / 2 donde m es la masa (Kg) del objeto y v su velocidad (m/s). Así, 1 J = 1Kg.1m²/s².

La cinética, como cualquier otro tipo de energía, puede convertirse en calor y en otras formas de energía.

Ver además: Energía eléctrica

Energía cinética según el fenómeno de estudio

El estudio de la energía cinética depende del marco teórico que requiera el fenómeno a analizar:

• En mecánica clásica. La energía cinética depende de la masa y de la velocidad del cuerpo, que siempre será mucho menor a la velocidad de la luz.
• En mecánica relativista. Se estudian fenómenos en los que la velocidad del objeto (v) es cercana a la velocidad de la luz, (que en física se denota con la letra c). En estos casos, la fórmula de la energía cinética es distinta al caso clásico ya que en particular, esta energía depende de la relación v/c.
• En mecánica cuántica. Se describen sucesos que involucran a las partículas subatómicas como, por ejemplo, los electrones. Es una teoría con un grado de complejidad elevado, donde las magnitudes físicas (incluida la energía cinética) se describen con funciones de onda, que representan probabilidades.

Diferencia entre energía potencial y energía cinética

La energía cinética (E_c) y la energía potencial (E_p), sumadas, componen la energía mecánica (E_m) 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. Está vinculada con la altura a la que estén los objetos y la atracción de la gravedad sobre sus ellos.
• Energía potencial elástica. Tiene que ver con la tendencia de ciertos objetos a recuperar su forma original, una vez que han sido obligados por una fuerza externa a abandonarla (por ejemplo, los resortes).
• Energía potencial eléctrica. Se define como el trabajo negativo hecho por la fuerza electrostática para mover una carga desde una posición inicial a otra final.

Ver más: Energía potencial

Ejemplos de energía cinética

Algunos ejemplos donde se constata la existencia de 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. 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 habrá 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.