En cada fórmula que he visto que involucra energía, también he visto un elemento de distancia. ¿No hay nada que no implique movimiento? Por ejemplo, si mantengo mi brazo paralelo al suelo con un peso, mi brazo se cansará muy rápido pero, de acuerdo con las fórmulas, no he hecho ningún trabajo (fuerza * distancia) ya que la distancia es 0 y no estoy incluso aplicando cualquier fuerza (masa * aceleración) porque la masa no está acelerando.
¿Dónde está la falla en mi entendimiento?
Este mismo problema fue planteado también por Feynman en sus conferencias. En particular al comienzo del capítulo 14 en el primer volumen .
Es un hecho que cuando uno sostiene un peso tiene que hacer un trabajo “fisiológico”. ¿Por qué debería sudar? ¿Por qué debería consumir alimentos para mantener el peso? ¿Por qué la maquinaria dentro de él está funcionando a toda velocidad, solo para sostener el peso? En realidad, el peso podría sostenerse sin esfuerzo simplemente colocándolo sobre una mesa; ¡entonces la mesa, en silencio y con calma, sin ningún suministro de energía, es capaz de mantener el mismo peso a la misma altura! La situación fisiológica es algo así como lo siguiente. Hay dos tipos de músculos en el cuerpo humano y en otros animales: uno, llamado músculo estriado o esquelético, es el tipo de músculo que tenemos en los brazos, por ejemplo, que está bajo control voluntario; el otro tipo, llamado músculo liso, es como el músculo de los intestinos o, en la almeja, el músculo aductor mayor que cierra la concha. Los músculos lisos trabajan muy lentamente, pero pueden aguantar un “set”; es decir, si la almeja intenta cerrar su caparazón en cierta posición, mantendrá esa posición, aunque haya una fuerza muy grande tratando de cambiarla. Mantendrá una posición bajo carga durante horas y horas sin cansarse porque es muy parecido a una mesa que sostiene un peso, se "coloca" en una determinada posición, y las moléculas simplemente se bloquean allí temporalmente sin que se realice ningún trabajo, no esfuerzo generado por la almeja. El hecho de que tengamos que generar esfuerzo para sostener un peso se debe simplemente al diseño del músculo estriado. Lo que sucede es que cuando un impulso nervioso llega a una fibra muscular, la fibra da una pequeña sacudida y luego se relaja, de modo que cuando sostenemos algo, enormes descargas de impulsos nerviosos están llegando al músculo, un gran número de espasmos mantienen el peso, mientras que las otras fibras se relajan. Podemos ver esto, por supuesto: cuando sostenemos un peso pesado y nos cansamos, empezamos a temblar. La razón es que las voleas vienen de manera irregular y el músculo está cansado y no reacciona lo suficientemente rápido. ¿Por qué un esquema tan ineficiente? No sabemos exactamente por qué, pero la evolución no ha sido capaz de desarrollar músculo liso rápido. El músculo liso sería mucho más efectivo para sostener pesas porque podrías pararte allí y se bloquearía; no habría trabajo involucrado y no se requeriría energía. Sin embargo, tiene la desventaja de que su funcionamiento es muy lento. y el músculo está cansado y no reacciona lo suficientemente rápido. ¿Por qué un esquema tan ineficiente? No sabemos exactamente por qué, pero la evolución no ha sido capaz de desarrollar músculo liso rápido. El músculo liso sería mucho más efectivo para sostener pesas porque podrías pararte allí y se bloquearía; no habría trabajo involucrado y no se requeriría energía. Sin embargo, tiene la desventaja de que su funcionamiento es muy lento. y el músculo está cansado y no reacciona lo suficientemente rápido. ¿Por qué un esquema tan ineficiente? No sabemos exactamente por qué, pero la evolución no ha sido capaz de desarrollar músculo liso rápido. El músculo liso sería mucho más efectivo para sostener pesas porque podrías pararte allí y se bloquearía; no habría trabajo involucrado y no se requeriría energía. Sin embargo, tiene la desventaja de que su funcionamiento es muy lento.
De: 14–1 Trabajo
La energía potencial no parece requerir movimiento, pero requirió movimiento para convertirse en potencial.
Por ejemplo, un objeto que descansa sobre el borde de una mesa tiene energía potencial, PE = m * g * h, donde m es la masa del objeto, g es la aceleración gravitacional de la Tierra y h es la altura de la mesa. El objeto no se mueve, pero alguien lo colocó en el borde de la mesa y eso requirió gasto de energía cinética. KE = (m * v^2) / 2, donde m es la masa del objeto y v es su velocidad en su camino hacia el borde de la mesa.
La mesa depende de las cargas que se mueven dentro de sus átomos para evitar que colapse con la gravedad de la Tierra.
La energía contenida en un campo magnético no parece requerir movimiento, pero el campo es causado por electrones giratorios en átomos alineados en dominios magnéticos. Sin el movimiento de las cargas eléctricas, no hay campo magnético ni energía.
La energía de enlace de un núcleo atómico no parece requerir movimiento, pero eso se debe a que ya se ha eliminado del núcleo. La masa de un núcleo siempre es menor que las masas individuales de los protones y neutrones en él. La fusión nuclear produce rayos gamma que se llevan la energía de enlace y dejan los nucleones en un estado de energía más bajo que si estuvieran separados. Es por eso que se mantienen unidos como un núcleo. Para separarlos nuevamente, debe reemplazar la enorme energía de unión que perdieron.
La energía en sí misma es movimiento. Todas las partículas vibran. Si tienes una perspectiva de la teoría de cuerdas, la naturaleza del universo es la vibración de las cuerdas. Para tener energía, necesitas movimiento.
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