92. LA ENERGÍA CINÉTICA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 92: La Energía Cinética.
Tema: Energía y Trabajo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 La energía cinética es la que posee un cuerpo que se mueve. Entonces, por ejemplo, un auto que se mueve a gran velocidad y choca con un muro es capaz de derribarlo. O, por ejemplo, el aire en movimiento, por ejemplo, el caso de un huracán puede levantar objetos pesados. O por ejemplo, una corriente de agua es capaz de mover un molino o la turbina de un generador eléctrico. Entonces, todo cuerpo que se esté moviendo tiene acumulada una energía capaz de producir otro efecto. Entonces, es la energía cinética que vamos a denotar con sus iniciales S. Vamos a hacer la demostración de la fórmula o de la expresión para calcular la energía cinética de un cuerpo. Y para ello supongamos este objeto de masa M que va a sufrir el efecto de una fuerza hacia la derecha, una fuerza neta o resultante. Entonces el cuerpo va a tener un desplazamiento también hacia la derecha. Vamos a suponer que aquí el cuerpo parte del reposo, velocidad inicial cero, y aquí la velocidad final sería B, la que adquiere el cuerpo. También sabemos que el cuerpo en ese trayecto tendrá una aceleración porque se ha incrementado su velocidad. También ha transcurrido un tiempo, lógicamente, para pasar de este sitio hasta este otro. Entonces vamos a enfocarnos por la definición de trabajo de una fuerza. Recordemos que el trabajo efectuado por una fuerza es igual a la magnitud de la fuerza, en este caso F, por el desplazamiento que es D por el coseno del ángulo que forman los dos vectores. Vemos que el vector fuerza y el vector desplazamiento llevan la misma dirección y sentido, son vectores paralelos, por lo tanto el ángulo entre ellos será de cero grados. Recordemos que el coseno de cero grados equivale a 1. Bien, entonces el trabajo efectuado es igual a la fuerza que es el producto de la masa por la aceleración. Recordemos lo que decía la segunda ley de Newton y la distancia recorrida desde aquí hasta acá la podemos calcular con una formulita del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, que era esta. Es igual a 1 medio por la aceleración tiempo al cuadrado más velocidad inicial por el tiempo, pero como la velocidad inicial es cero podemos deshacernos de este término y nos quedaría únicamente distancia igual a 1 medio por la aceleración tiempo al cuadrado. Podemos entonces sustituirla aquí, nos quedaría entonces 1 medio de aceleración tiempo cuadrado. Bien, nos queda entonces trabajo es igual, vamos a reacomodar esa expresión, 1 medio por la masa, aceleración por aceleración nos queda aceleración al cuadrado, t al cuadrado. Bien, y entonces podemos hacer el siguiente cambio. Vamos a seguirlo aquí a un ladito, trabajo de la fuerza F será igual a 1 medio de la masa y aquí como A y T se encuentran al cuadrado podemos escribir A T dentro de un paréntesis y el cuadrado por fuera. Ahora veamos lo siguiente, retomamos otra fórmula del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, recordemos que aceleración era igual a velocidad final menos velocidad inicial sobre tiempo, en este caso la velocidad final es V, esta que tenemos aquí la velocidad inicial es cero, la que tenemos al comienzo, por lo tanto aceleración es igual a V sobre T y de aquí podemos despejar V pasando este tiempo que se encuentra dividiendo a multiplicar con la aceleración, nos queda A por T, por lo tanto este producto A T que aquí lo tenemos equivale a la velocidad, entonces vamos a cambiarlo aquí y nos queda de la siguiente manera, trabajo es igual a 1 medio de la masa, esto se cambia por velocidad y queda al cuadrado, pero el trabajo realizado para llevar el cuerpo desde esta posición hasta esta otra es equivalente al gasto energético que se ha hecho, siempre que hablamos de trabajo suponemos un esfuerzo, que implica un gasto energético, entonces ese trabajo realizado es la energía cinética que tiene el cuerpo en este momento, entonces aquí hemos demostrado la fórmula de la energía cinética, es igual a 1 medio de la masa del cuerpo por la velocidad que posee al cuadrado, entonces vamos a destacarla escribiéndola aquí, la energía cinética de un cuerpo es igual a 1 medio de la masa por la velocidad elevada al cuadrado, como decíamos al comienzo entonces la energía cinética es la que posee un cuerpo de masa M que tiene una velocidad de elevada al cuadrado, veamos las unidades de esta expresión, usualmente la masa se trabaja en kilogramos, en las unidades del sistema MKS o sistema internacional, la velocidad se trabaja en metros sobre segundos para que la energía cinética nos de en Jules o también Julio que es la unidad de energía en el sistema internacional.
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