¿Puedo definir el término energía en términos de trabajo?

Recientemente, estoy haciendo mi tarea personal que es formalizar cada definición y concepto en física, por medio del lenguaje formal y por supuesto con notas intuitivas. Porque me di cuenta de que la mayoría de los conceptos que poseo eran bastante informales y poco claros, por ejemplo, energía. Creo que encontré y leí muchas definiciones sobre energía, pero sigue siendo un concepto difícil de comprender.

Sé cuál es el trabajo. Mi comprensión es, en términos generales, una fuerza F se dice que realiza un trabajo sobre un objeto a cuando el desplazamiento s de a se cambia en la dirección de F . y la cantidad de trabajo W es definido por ∫ C F ⋅ d s dónde C es el camino de a en el cual F está ejerciendo. Su unidad se llama Joule, denotada por j . (En realidad, definí esto dolorosamente en lenguaje formal, pero es muy largo escribirlos todos y es difícil de leer).

Y mi comprensión del término energía es que la energía de un objeto es la mayor cantidad de trabajo que el objeto puede proporcionar a otros objetos.

Mi pregunta es, ¿hay algún problema para entender el concepto de energía como el anterior? ¿La definición es inconsistente?

Si se me permite, permítanme agregar una visión rápida e intuitiva sobre el trabajo: el trabajo es, exactamente como suena en la palabra misma, energía útil que se gasta en algo . Si usó mucha fuerza, pero en realidad no hizo nada (sin desplazamiento, como empujar con fuerza contra una pared), entonces no hizo ningún trabajo útil. Si mueve algo lejos pero no fue muy difícil de hacer (no requirió ninguna fuerza significativa, como empujar un globo), entonces tampoco hizo mucho trabajo. Hacer un trabajo requiere un esfuerzo útil . - Esa es una explicación no matemática al menos.
@Steeven Sí. Yo también pensé lo mismo. Cuando me encontré por primera vez con el concepto de trabajo, estaba pensando: "Si pienso que el trabajo es una especie de cantidad de la fuerza ejercida, entonces multiplicar con el tiempo también funcionará. Pero, ¿por qué el desplazamiento?".
Puede obtener una respuesta diferente si está discutiendo sobre física newtoniana, relatividad especial, relatividad general o teoría cuántica.
Flanders y Swann incluso cantaron una canción sobre esto llamada Primera y segunda ley.

Respuestas (2)

Este tipo de definición es en realidad muy convencional en el nivel introductorio. Puede encontrar versiones en muchos libros de texto de primer año. De hecho, usé mi versión de esta receta en una respuesta reciente .

Probablemente puedas completar toda una educación de pregrado en física sobre la base de ese tipo de definición, pero si profundizas lo suficiente, eventualmente encontrarás que es suplantada por la noción de que la energía es la corriente noetheriana asociada con la invariancia en el tiempo .

Como tal, es una buena vista en mi opinión. (Recuerde, sin embargo, que todavía no es posible convertir toda esta energía en trabajo en ningún caso).

Pero es posible que se pierda el calor , que es energía en tránsito (en realidad, como el trabajo ).

Además, la formulación no es precisa, ya que "la energía de un objeto" no cubre la energía que no está almacenada dentro del objeto. Como energías potenciales. El mejor ejemplo podría ser la energía potencial gravitacional, que está "almacenada" en el sistema , no en el objeto o en la Tierra solamente; solo está presente porque esos objetos están a cierta distancia entre sí.

No creo que la definición del OP excluya la energía potencial. (para que conste, no tengo opinión sobre su idea)
@garyp La energía potencial no es, por definición, una propiedad del objeto en sí. the energy of an object is the highest amount of work which the object can provide to other objects.Por lo tanto, esta oración debe reescribirse para que tenga sentido, si se debe incluir la energía potencial.
De acuerdo. Sería mejor reemplazar la palabra "objeto" por "sistema". Acordado. Para algunos, "objeto" podría referirse a una partícula puntual.
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