97. LA ENERGÍA CALÓRICA O DE FRICCIÓN
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 97: La Energía Calórica o de Fricción.
Tema: Energía y Trabajo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 La energía calórica es la que posee un cuerpo cuando ha sido sometido a lo que es el rosamiento o fricción. Por ejemplo, si nosotros tenemos una superficie horizontal y sobre ella tenemos una caja que vamos a mover desde este sitio hasta este, lógicamente aplicamos una fuerza para empujarla, suponemos que la caja tiene una masa M y entonces si pusiéramos un medidor de temperatura aquí en este sitio en la zona de contacto entre la caja y el piso, ese medidor nos marcaría una mayor temperatura en este sitio que en este, es decir, de aquí a acá la superficie de contacto ha sufrido una especie de calentamiento, es decir, se ha producido calor, y ese calor es generado debido a la fricción o rosamiento existente entre la caja y el piso. Entonces vamos a demostrar la expresión para la energía calórica. La energía calórica que vamos a representar así E cal se define como el valor absoluto del trabajo realizado por la fuerza de rosamiento. Recordemos que cuando movemos esta caja tenemos una fuerza opuesta al movimiento que se llama la fuerza de rosamiento o fuerza de fricción. Cuando la caja ha tenido un desplazamiento D, vamos a llamarlo D, el vector desplazamiento, entonces desde este sitio hasta este. Entonces, repetimos, la energía calórica se define como el valor absoluto del trabajo efectuado por la fuerza de rosamiento. Vamos a la definición de trabajo. Trabajo realizado por una fuerza es igual a la magnitud de la fuerza por el desplazamiento por el coseno del ángulo que forman los vectores fuerza y desplazamiento. En este caso, el ángulo que forma el vector fuerza de rosamiento con el desplazamiento es un ángulo de 180 grados porque podemos apreciar que la fuerza de rosamiento es contraria al desplazamiento. El coseno de 180 grados equivale a menos 1. Continuemos entonces con la demostración. Este menos 1 lo podemos colocar aquí al comienzo. Recordemos que la fuerza de rosamiento se obtiene multiplicando el coeficiente de rosamiento, en este caso cinético, que existe entre la caja y el piso. Coeficiente de rosamiento cinético por la fuerza normal. Recordemos que hay una fuerza normal que en este caso ejerce el piso sobre la caja y que apunta hacia arriba. Entonces, ahí tenemos la expresión para la fuerza de rosamiento. Coeficiente de rosamiento cinético multiplicado por la fuerza normal. Y eso por el desplazamiento. Cerramos el valor absoluto. Recordemos entonces que cuando aplicamos valor absoluto a una cantidad que es negativa, ella sale positiva. Entonces podríamos hacer esto. Quitamos las barras, desaparece el signo negativo y nos queda el producto entre el coeficiente de rosamiento, la magnitud de la fuerza normal y el desplazamiento que sufre el cuerpo. Entonces, resumiendo, la energía calórica que dijimos que vamos a denotar como Ecal, como las iniciales, entonces se obtiene con la siguiente expresión. Coeficiente de rosamiento cinético multiplicado por el valor de la fuerza normal por el desplazamiento. Esta expresión entonces nos da la cantidad de calor que se genera o que se produce cuando el cuerpo ha sido sometido a fricción. Veamos las unidades. Recordemos que el coeficiente de rosamiento cinético, la letra griega NEO, es adimensional. No tiene unidades. Es adimensional. La fuerza normal por tratarse de una fuerza debe ir en newtons. Newton es la unidad de fuerza en el sistema internacional de medidas. El desplazamiento D debe ir en metros, unidades de longitud y la energía calórica por tratarse de una energía debe ir en joules o julios que como sabemos es la unidad de energía en el sistema internacional.
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