Conceptos de inercia, momento, energía cinética, energía potencial, trabajo y potencia

Los conceptos básicos de la dinámica

La inercia es la tendencia de un cuerpo a conservar su estado de movimiento, y su medida es la masa. El momento, en el sentido de ímpetu, es p = m·v; si el reactivo se refiere al momento de una fuerza, es la torca τ = F·d. La energía cinética es E_c = ½·m·v² y la potencial gravitacional, E_p = m·g·h. El trabajo es W = F·d·cos θ y la potencia, P = W ÷ t. Si hay un solo agente que realiza el trabajo, el trabajo realizado equivale a la energía transferida.

Ejemplo. Una persona de 60 kg sube escaleras hasta 3 m de altura en 5 s con velocidad constante. Su energía potencial aumenta 60 × 9.8 × 3 = 1 764 J, que es el trabajo realizado contra la gravedad. La potencia es 1 764 ÷ 5 ≈ 353 W. Si sube corriendo en 2.5 s, el trabajo es el mismo, pero la potencia es el doble, 706 W. Por otra parte, un atleta de 70 kg que corre a 2 m/s tiene un ímpetu de 140 kg·m/s.

Error típico. Pensar que al subir más rápido se realiza más trabajo. El trabajo contra la gravedad depende solo de la masa y de la altura; la rapidez cambia la potencia, no el trabajo.