Conceptos de física #3: Materia y energía

Se viene la tercera entrega de esta serie que en las anteriores dos hablamos del método científico y qué es la física. En esta entrada trataremos de incursionar en definiciones básicas como qué es la materia y la energía. Es fundamental tener una idea de que es esto para saber a que aplicamos las leyes que vamos a ir viendo.

Estimaciones recientes, resumidas en este gráfico de la NASA, muestran alrededor del 70% del contenido energético del Universo consiste en energía oscura, cuya presencia se infiere en su efecto sobre la expansión del Universo pero sobre cuya naturaleza última no se sabe casi nada. Fuente: wikipedia

La materia

La materia tiene muchas definiciones, pero la más común es toda sustancia que tiene masa y ocupa un espacio. Todos los objetos físicos están compuestos de materia en forma de átomos que a su vez se componen de protones, neutrones y electrones.

Los fotones (al que a su debido tiempo dedicaremos un post) no tienen masa, por lo que son un ejemplo de algo en la física que no está compuesto de materia. Tampoco son considerados como “objetos” en el sentido tradicional, ya que no puede existir en un estado estacionario.

Fases de la Materia

La materia puede existir en varias fases: sólido, líquido, gas o plasma. La mayoría de las sustancias pueden tener transición entre estas fases basadas en la cantidad de calor que absorben o pierden las mismas.

Pero ustedes,  a pesar de esta definición,  se pueden preguntar qué es la masa y me parece una pregunta más que acertada, veamos que podemos decir respecto a esto. La masa es la cantidad de inercia que posee un objeto, o la proporción entre la fuerza y la aceleración que se refiere a la Segunda Ley de Newton. Por otro lado es también la cantidad de materia de un cuerpo.

Por supuesto que esta definición de masa no es muy operativa. En la mayoría de los casos, la masa se ​​determina pesando el objeto (en sentido de medir la fuerza de gravedad sobre el objeto) y usando la definición de la fuerza de gravedad “F=m.g” para calcular el valor de forma automática.

La unidad SI de masa es el kilogramo (kg). Debido a la relación entre el peso y la masa, estos conceptos son frecuentemente confundidos. Esta confusión se agrava por el hecho de que en todo el mundo el peso se lo asocia directamente a la masa. Por ejemplo cuando uno compra verduras o carne, si uno observa el numerito que indica la masa en la balanza dice peso. La principal diferencia es que si tuviera que dejar la Tierra e ir a la Luna, su peso va a cambiar pero su masa seguirá siendo la misma. Acá les dejo una excelente página donde pueden realizar experimentos muy sencillos.

¿Qué es la Energía?

La energía es la capacidad de un sistema físico para realizar el trabajo. La energía existe en varias formas, tales como el calor, la energía cinética, energía electromagnética, energía potencial, eléctrica, u otras formas.

Los carros de una montaña rusa alcanzan su máxima energía potencial gravitacional en la parte más alta del recorrido. Al descender, ésta es convertida en energía cinética, la que llega a ser máxima en el fondo de la trayectoria (y la energía potencial mínima). Luego, al volver a elevarse debido a la inercia del movimiento, el traspaso de energías se invierte. Si se asume una fricción insignificante, la energía total del sistema permanece constante. Fuente: wikipedia

De acuerdo con la ley de conservación de la energía, la energía total de un sistema permanece constante, por lo que la energía puede (y a veces debe) transformarse en otra forma de energía. Por ejemplo, en la colisión entre dos bolas de plomo que luego se detienen, en este caso la energía del sistema se transformo en calor y sonido. La unidad de la energía en el SI es el Joule (N*m) que es también la unidad en el SI del trabajo. Dejamos esto acá por ahora, como para no aburrir y no se torne una clase de física 1, aunque si sirve para eso bienvenido sea.

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3 respuestas a Conceptos de física #3: Materia y energía

  1. Guillote dijo:

    Vale resumir las leyendas de las figuras! Lo demás muy bueno

  2. Pingback: Conceptos de física #4: Hipótesis, modelos, teorías y leyes | Animal de Ruta

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