3. Energía cinética. Teorema de las Fuerzas Vivas

Recordemos que hemos definido la energía como la capacidad de la materia que le permite llevar a cabo transformaciones. Unas de las transformaciones más frecuentes en los sistemas es el desplazamiento de este, implicando por tanto la realización de un trabajo, así que la energía se puede definir también como la capacidad de realizar un trabajo. La energía se mide en las mismas unidades que el trabajo, así la unidad internacional de energía es el Julio.

La energía cinética es la forma de energía asociada al movimiento y su valor, como ya sabemos, es: 

Imagen de Adrian Boubeta en Flickr. CC

Supongamos la siguiente situación: en el parque unos niños juegan a la pelota. En un momento determinado la pelota está moviéndose a cierta velocidad, en ese instante un niño le da una patada (es decir, aplica una fuerza sobre la pelota en la dirección del movimiento) y esto hace que la pelota se mueva a más velocidad. Vemos que se cumple la segunda ley de Newton: una fuerza conlleva una aceleración, esto es, un cambio en la velocidad. 

Si ha cambiado la velocidad de la pelota se cumple que la energía cinética de esta, que depende directamente de la velocidad, habrá variado. 

Podemos ver con este ejemplo que una fuerza que provoca un desplazamiento (un trabajo) conlleva una variación de la energía cinética.

Recogemos esto en la expresión conocida como teorema de las fuerzas vivas.

 

Queda claro entonces lo que afirmamos en el apartado anterior al definir el trabajo como una forma de transferencia de energía de un sistema a otro. Cuando realizamos trabajo sobre un cuerpo, le transferimos una energía, en forma de energía cinética, igual al trabajo que realizamos sobre él. 

Este teorema nos permite calcular valores de velocidad con que se mueven los cuerpos, pero hay que tener en cuenta que, al ser el trabajo una magnitud escalar, el resultado que se obtiene es el módulo de la velocidad, no se obtiene información sobre la dirección.