Imagine un autobús que viaja a una velocidad de 20 m/s hacia el eje x positivo con respecto al marco de tierra. Ese autobús es bastante largo (solo para un lado más seguro) y dos personas 'A' y 'B' ubicadas dentro de ese autobús y, por lo tanto, forman parte de un solo marco (no se mueven entre sí). Y hay una tercera persona 'C' (tome C como marco de tierra, por ejemplo) parada afuera. 'A' tiene una partícula fundamental en su mano (que va a lanzar). En el momento 't=0', 'A' arroja partículas fundamentales hacia el eje x negativo (opp. del movimiento del autobús) con una velocidad de 5 m/s con respecto a 'A' y 'B'. Ahora 'A' y 'B' dirán que el trabajo realizado sobre la partícula es positivo (ya que desde su perspectiva la velocidad aumenta) pero 'C' dirá que el trabajo realizado por 'A' en esa partícula es negativa ya que la velocidad ha disminuido (velocidad inicial de la pelota = 20 m/s pero la velocidad final es = 20-5 = 15 m/s hacia el eje x positivo). Entonces, el trabajo positivo realizado significa proporcionar (dar) energía a un objeto y el trabajo negativo realizado significa tomar energía de la partícula. "Si dar o recibir energía afecta la temperatura de un objeto", ¿cómo cambiará la temperatura de esa bola en particular con el tiempo? (esto es muy importante para mí por favor no cierre esta pregunta) ¿Cómo cambiará la temperatura de esa bola en particular con el tiempo? (esto es muy importante para mí por favor no cierre esta pregunta) ¿Cómo cambiará la temperatura de esa bola en particular con el tiempo? (esto es muy importante para mí por favor no cierre esta pregunta)
Hay dos tipos diferentes de energía aquí: energía cinética y energía térmica. Y también hay que tener cuidado de no mezclar marcos de referencia. Claro que puedo elegir un marco arbitrario, pero tengo que ser consistente y no puedo cambiar entre ellos sin aceleración, lo que introduciría transferencias de energía adicionales.
Desde la perspectiva de C, A y B tienen energía cinética distinta de cero. pero C está en reposo y tiene energía cinética cero. Pero desde la perspectiva de A y B, es todo lo contrario: ellos no tienen energía cinética pero C sí. Sin embargo, todos estarán de acuerdo en la temperatura del otro. Si un objeto tiene energía cinética (o potencial), no cambia su temperatura.
Sin embargo, supongamos que A y B tienen cada uno una bola de arcilla y las lanzan al unísono, cada una a 5 m/s, por lo que chocan y se detienen (al menos dentro del marco de A y B). Las dos bolas de arcilla experimentarán una colisión inelástica y se pegarán. Esto convertirá la energía cinética en energía térmica y la masa se calentará. Ahora, digamos que las bolas pesan 2 kg cada una para que las matemáticas sean agradables. De acuerdo a , cada bola de arcilla tiene o 25 julios de energía cinética. Después de chocar, la masa tiene 50 julios adicionales de energía térmica que antes no tenía y se calienta.
Pasemos al marco de C. A lanza una pelota de arcilla a 15 m/s y B lanza la suya a 25 m/s. Entonces la bola de A tiene o 225 Joules, y la bola de B tiene o 625 julios. Cuando chocan entre sí, se combinan para tener un total de 850 julios. Pero ahora es una masa de arcilla de 4 kg que viaja a 20 m/s. Entonces son 800 Joules de energía cinética, quedando 50 Joules para convertir en energía térmica.
Independientemente del marco, todos están de acuerdo en que la colisión de arcilla convirtió 50 julios de energía cinética en energía térmica. Por esta razón, cuando hago cálculos, tiendo a elegir un marco de referencia que facilite las matemáticas. El marco de A y B es más simple de calcular y sigo obteniendo las mismas respuestas.
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