¿Cómo puede la energía ser negativa?

La energía es una cantidad física, puede tener una fuente (de donde está obteniendo energía) y un sumidero (de donde está usando energía).

Para un electrón libre, es decir, un electrón que no está unido a ningún núcleo, se supone que su potencial es 0. La energía potencial de un electrón es negativa porque el núcleo realizó un trabajo en el electrón para llevar el electrón libre desde el infinito hasta ese punto. Esa es una cantidad igual de trabajo que se debe hacer en ese electrón para llevarlo de regreso al punto donde su potencial es 0. Este trabajo será el trabajo realizado por nosotros en el electrón. También se encuentra que para un electrón, la relación de PE a KE es -2. Por lo tanto, la energía total de un electrón es negativa. Esto muestra que hay que hacer un trabajo positivo en el electrón para eliminarlo de esa órbita, lo que significa que habrá que proporcionar energía al electrón. No hay energía negativa, es solo una convención de signos para mostrarnos si tenemos que aplicar energía o ganaremos energía.

Espero que esto ayude.

Gracias por A2A.
Bueno, hay una respuesta bastante decente aquí.
Aunque me gustaría poner el mío.
No hay nada como la energía negativa, es solo una convención desarrollada para el estudio del trabajo, la energía, etc. O, en general, para estudiar ciencias.

Permíteme explicarte esto con un ejemplo: tienes dos tipos de energía, ambos de naturaleza opuesta. Digamos que en un sistema termodinámico, cuando parte de la energía térmica sale del sistema para ingresar a su alrededor, necesitamos una convención para informar sobre ellos, ahora hay dos hechos asociados con él:
1. La energía que ingresa al sistema circundante y sale es igual en magnitud.
2. Si tuviera que representarlos con una sola variable, luego de verlos a ambos lados Sería lo suficientemente decente como para usar una convención positiva y negativa.

Por lo tanto, si la magnitud de la energía es Q, será más fácil asignar variables como -Q para el sistema y + Q para el entorno. {en lugar de nombrarlos como P (sistema) y Q (circundante) donde P = Q.}

Entonces, cuando llega esta situación igual y opuesta, la nombran tan positiva como negativa.

Nota: – Esto también se aplica a los cargos. Hay dos tipos de cargas que son de igual magnitud y de naturaleza opuesta, por lo que utilizamos una nomenclatura negativa positiva.

La energía no es negativa, es nuestro punto de vista y perspectiva lo que la hace parecer negativa.
cuando se genera energía, debe consumirse en algún lugar de acuerdo con la ley de conservación de energía.
si está viendo desde el lado donde se genera, será positivo y si está viendo desde el lado donde se consume, será negativo. El núcleo gasta cierta energía para mantener el electrón unido a él.
Es por eso que la energía del núcleo es positiva y la del electrón es negativa.
ahora si ves como un átomo entero tiene energía cero.

Me gustaría darle una idea abstracta de la energía aquí.

La energía no ha sido definida adecuadamente por los físicos o no tenemos un conocimiento definitivo de qué es la energía.

Tenemos una ley que rige todos los fenómenos naturales como la conservación de la energía (que no tiene excepciones hasta la fecha) : establece que hay una cierta cantidad, que llamamos energía, que no cambia en los múltiples cambios que experimenta la naturaleza.
Podemos decir que es solo una cantidad numérica que no cambia cuando algo sucede.
Entonces diría que no puede ser un número negativo. Depende de una referencia.

Supongamos que un niño juega en su habitación con unos 10 bloques. Mamá se acerca y los cuenta mientras se va a trabajar, después de regresar descubre que solo quedan 6 bloques en su habitación. Entonces ahora el niño tiene menos de 4 bloques. Cuando mamá los cuenta según ella hay -4 bloques en la habitación. Pero cuando busca en la habitación correctamente, se da cuenta de que 4 bloques se esconden debajo de la alfombra.
Este ‘número’ 10 nunca cambia realmente, no importa dónde tome los 4 bloques.
Entonces, cuando veas un signo con energía, puedes tomarlo como algo ‘corto’ en el ‘número’ total.

La energía negativa es solo cuando se trata con energía potencial. (por favor no hable sobre la energía oscura o lo que sea que sea: P)

De todos modos, la energía potencial es realmente un concepto bastante abstracto, porque la energía potencial es la energía de la posición, y la posición depende del origen y los positivos y negativos son solo convenciones.

Por lo general, tendemos a tomar el infinito como nuestro origen (es realmente conveniente, confía en mí) y en tales casos, si la energía potencial disminuye, se volverá negativa.

Por lo tanto, no tenemos ningún problema con la energía potencial negativa.

Sin embargo, si la energía cinética que es muy física, nunca puede ser negativa.

Esto solo puede resolverse si el cambio en la energía gravitacional es negativo , cancelando así el cambio positivo en la energía cinética. Dado que la energía gravitacional se está fortaleciendo, esta disminución solo puede significar que es negativa .