¿Cuál es la cantidad de energía? No me refiero a sus formas o sus propiedades, sino a lo que realmente es.

Esa es en realidad una pregunta sorprendentemente difícil de responder. Hay una opinión común que no parece abordarse en las respuestas hasta ahora:

En física es una idea muy conocida y muy importante que las simetrías corresponden a cantidades conservadas . La conservación del momento en la dirección x corresponde a un universo que es simétrico hacia los cambios en la dirección x, que es invariable bajo las traslaciones x. La conservación del momento angular corresponde a un universo rotacionalmente simétrico. Las reglas no cambian cuando giras todo.

La energía es la cantidad conservada que corresponde con la simetría del tiempo . El resultado de un experimento básico ahora es el mismo que habría sido hace mil años y será el mismo mil años en el futuro. Entonces, en un sentido profundo, la energía es la manifestación del hecho de que las leyes del universo no cambian con el tiempo . Si hay algún tipo de agente externo dependiente del tiempo en un experimento, la energía deja de tener sentido.

Entonces, en ese sentido, no hay realmente nada físico sobre la energía en sí, es solo una etiqueta que es útil para hablar de simetría de tiempo.

Solo hay dos tipos de energías en el mundo, potencial y cinético. La energía potencial tiene que ver con las distancias relativas entre las partículas y la energía cinética que tiene que ver con las velocidades relativas de estas partículas. Es una ley de la naturaleza que la suma de estos es constante para cualquier sistema aislado. No solo esto, sino que en un gran agregado de partículas, según el teorema virial, la cantidad total de energía cinética es la mitad de la energía potencial. La razón por la cual la energía ha adquirido tanta importancia es precisamente por esta propiedad. Esto lo convierte en una mercancía preciosa como el oro, por ejemplo. Se puede utilizar para encontrar el resultado de movimientos de partículas complicados sin seguir ninguno de ellos, si conoce algunas de las condiciones de inicio y finalización.

La otra razón importante para la prominencia de la energía es que es un escalar … como masa y carga, es decir, puede agregar energía como números … y siempre es positivo en absoluto … porque la velocidad al cuadrado que ingresa a la energía cinética puede no sea negativo, y las distancias entre las partículas no pueden ser negativas también, de nuevo como si no pudieras tener una fortuna negativa de oro. Lo que escuchas a veces de la energía ‘negativa’ es cuando tratas de expresar la noción de si estás dando energía o sacando, pero la energía en sí misma siempre es positiva nuevamente como el oro. Esto ha hecho que las personas se inclinen a pensar en la energía como algo tangible y en la física moderna incluso se dice que la energía existía antes que la materia, lo que no veo de acuerdo con el razonamiento anterior.

La ley de conservación de la energía es una ley derivable de una ley más fundamental que es la conservación del momento que parece ser una propiedad de nuestro espacio como la distancia y como pi (la circunferencia al cociente del diámetro de un círculo) y como la suma de los ángulos de cualquier triángulo dibujado en el espacio es dos veces pi. También es derivable de las propiedades simétricas del espacio como se hace en los brillantes teoremas de Noether.

En términos de unidades SI, un Joule de energía [matemática] 1 \; J = 1 \; kg \; m ^ 2 / s ^ 2 [/ matemática]. En el análisis dimensional, esto concilia con otras definiciones como trabajo (fuerza por distancia), fuerza (una fuerza implica una aceleración), etc.

La energía es cosa propia. La energía de algo es la cantidad de energía que tiene.

Es un concepto que tiene que desarrollarse lentamente a partir de cosas que puede percibir más fácilmente … como el trabajo y la fuerza … que conducen a la energía potencial y los campos de fuerza y ​​la energía cinética.

Por ejemplo, cómo se construye la idea de la fuerza a partir de la sensación de empujar o tirar de algo y luego tratar de obtener una definición rigurosa … por lo que la energía proviene de la sensación de cansarse cuando trabajas y de sentirte vigorizado después de comer o dormir bien.

La energía potencial es la cantidad de trabajo que tienes que hacer para que una cosa llegue a donde está … es la posibilidad de que la cosa esté en movimiento. La energía cinética es el vigor del movimiento … es la cantidad de trabajo que tienes que hacer para que el objeto descanse.

Al final, es un número abstracto que puede usarse para hacer cálculos matemáticos que resulta de una manera confiable para anticipar los resultados de los experimentos.

En el nivel más básico, según MC Physics, toda la energía es energía cinética real o potencial (KE = 0.5 * M * V ^ 2) o una medida del movimiento de la masa. Ese movimiento de una masa puede ser de velocidad lineal, rotacional, oscilante, vibrante, etc.

Por lo tanto, ‘energía’ es un concepto que usamos en el Universo para medir y comparar el movimiento real o real de una masa y la capacidad / potencial de esa masa para hacer movimiento en algún momento posterior. Ese potencial KE proviene de su posición relativa en el espacio a las fuerzas circundantes.

Para aquellos que quieren alguna prueba de que los físicos son humanos, la prueba está en la idiotez de todas las diferentes unidades que utilizan para medir la energía.

– Richard P. Feynman

La energía es la cantidad de esfuerzo para mover pedazos de masa de un punto a otro. La cantidad de energía necesaria para impulsar una bola de cañón de un punto a otro a la velocidad de la luz a través del vacío es la luz misma, ya que la bola de cañón necesitaría convertirse en luz para romper la barrera de gravedad.

La energía es la cantidad de potencial para hacer el trabajo .

Si levantas algo en el aire, entonces le diste más energía potencial gravitacional. Por supuesto, hubo un costo de la energía que quemaste para hacer ese trabajo para aumentarlo. No hay almuerzo gratis.

Si tiene voltaje, tiene energía eléctrica potencial.
Esto es análogo a la energía potencial que teníamos debido a la gravedad.
Esta vez podemos utilizar elementos / compuestos (iones) que desean emitir electrones y otros elementos / compuestos que desean absorberlos. De nuevo, no hay almuerzo gratis.

Sí, su peso como potencial para comprimir un resorte es otro ejemplo.
Aquí, la masa de su cuerpo tiene energía en ese caso, y la fuerza de su masa debido a la gravedad se puede usar para comprimir el resorte.

Otro ejemplo es estirar una banda elástica. Ahí trabajas (deforma temporalmente la banda) y le das energía potencial elástica para rebotar cuando la sueltas.

También hay mucha energía dentro de los átomos que se pueden desbloquear mediante fisión nuclear o fusión. Aquí Einstein E = mc ^ 2 es revelador.

Todos estos son el potencial para hacer el trabajo.

Definiría la energía como: la medida de la capacidad de un agente para cambiar o traer cambios a su entorno.