La energía proviene de las personas.
Esto es esencialmente lo que Martin Hogbin estaba diciendo, pero permítanme explicar su punto.
De hecho, el campo magnético puede almacenar energía y luego devolverla a un objeto. Sin embargo, decir que la energía para mover la aguja vino del campo es solo la mitad de la respuesta. ¿Quién o qué puso esa energía en el campo en primer lugar?
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¿De dónde viene la energía para mover una aguja de la brújula?
Suponga que camina hacia una brújula completamente construida que ya está apuntando hacia el norte. Puedes pensar en el efecto del campo magnético de la tierra en la aguja como si fuera un resorte unido a la aguja. Cuando la aguja apunta hacia el norte, el resorte está en equilibrio: no empuja ni tira.
Si luego estira y empuja la aguja hacia el norte, está presionando contra el resorte, almacenando energía potencial en el resorte. De manera equivalente, cuando empujas una aguja de la brújula lejos del norte, empujas contra el campo magnético, almacenando energía en el campo. Cuando suelte la aguja, volverá a apuntar hacia el norte. La energía para mover la aguja de regreso al norte se almacenó en el campo; esa energía fue almacenada por ti, justo ahora, cuando desviabas la aguja del norte.
La energía vino de ti.
¿Cómo llegó la aguja a apuntar hacia el norte en primer lugar antes de caminar hacia ella?
Si la explicación anterior es lo suficientemente buena para usted, no dude en omitir el resto de esta respuesta. Las cosas están a punto de ponerse un poco filosóficas.
La explicación anterior funciona siempre y cuando suponga que la aguja comienza apuntando hacia el norte. Toda la energía que se requiere para devolver la aguja al norte se debe a que primero tiene que empujar la aguja hacia el norte.
¿Qué pasa si te encuentras con una brújula que aún no está orientada hacia el norte, tal vez porque está atascada? Podemos argumentar que en algún momento de su historia apuntaba hacia el norte, por lo que para que ahora apunte hacia el norte, se debe haber gastado algo de energía para empujarlo contra el campo magnético. Esa energía permanece almacenada en el campo y estará disponible cuando la aguja pueda girar libremente nuevamente.
La única otra posibilidad es que la brújula se acaba de crear en un estado en el que está orientada hacia el norte, por lo que en ningún momento de su historia ha estado orientada hacia el norte. En este estado, todavía tendrá la energía para girar hacia el norte cuando se le permita girar libremente. ¿De dónde vino esta energía almacenada?
Suponga que construyó la brújula al encontrar un trozo de magnetita que no estaba orientado hacia el norte y lo colocó en su brújula. Luego gira por sí solo cuando lo sueltas. En este caso, la energía almacenada provenía de (1) que la magnetita se había alejado del norte en algún momento en el pasado, o (2) las fuerzas que crearon y / o reorientaron el campo magnético de la Tierra. En el caso (2), lo que sea que haya creado el campo magnético habría tenido que gastar un poco más de energía de lo que tendría que configurar el campo, como resultado de que esta pequeña pieza de magnetita no estaba orientada a lo largo del campo.
Alternativamente, suponga que construye su brújula con un poco de hierro magnéticamente neutro y luego lo magnetiza. De nuevo, la aguja gira sola hacia el norte. ¿De dónde vino esta energía? Cada átomo del material de hierro es esencialmente un pequeño imán. Cuando los polos magnéticos de los átomos están orientados aleatoriamente, el material en su conjunto es magnéticamente neutro porque todas las fuerzas magnéticas se cancelan. Cuando magnetiza el hierro, lo que está haciendo es rotar todos los átomos para que sus polos magnéticos se alineen entre sí. Dado que sus orientaciones son aleatorias, terminarás girando muchas de ellas hacia el norte, en cuyo caso tendrás que gastar energía extra para empujar contra el campo magnético. Esa energía se almacena y luego mueve la aguja.
