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 en paralelo al suelo con un peso en él, mi brazo se cansará muy rápidamente, pero según las fórmulas no he hecho ningún trabajo (fuerza * distancia) ya que la distancia es 0 y ni siquiera estoy aplicando ninguna fuerza (masa * aceleración) porque la masa no está acelerando.
¿Dónde está la falla en mi entendimiento?
Este problema exacto fue planteado también por Feynman en sus conferencias. En particular, al principio 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 necesita consumir comida para mantener el peso? ¿Por qué la maquinaria dentro de él funciona a toda velocidad, sólo para mantener el peso? En realidad, el peso puede ser sostenido sin esfuerzo con sólo colocarlo sobre una mesa; entonces la mesa, tranquila y silenciosamente, 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 clases de músculos en el cuerpo humano y en otros animales: una clase, llamada músculo estriado o esquelético, es el tipo de músculo que tenemos en los brazos, por ejemplo, que está bajo control voluntario; la otra clase, llamada músculo liso, es como el músculo de los intestinos o, en la almeja, el músculo aductor mayor que cierra la cáscara. Los músculos lisos trabajan muy lentamente, pero pueden mantener un "conjunto"; es decir, si la almeja trata de cerrar su caparazón en una determinada 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 "fija" en una cierta posición, y las moléculas se bloquean allí temporalmente sin que se haga ningún trabajo, sin que se genere ningún esfuerzo por parte de la almeja. El hecho de que tengamos que generar esfuerzo para sostener una pesa 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 un pequeño tirón y luego se relaja, de modo que cuando sostenemos algo, enormes voltajes de impulsos nerviosos llegan al músculo, un gran número de tirones mantienen el peso, mientras que las otras fibras se relajan. Podemos ver esto, por supuesto: cuando sostenemos un peso pesado y nos cansamos, comenzamos a temblar. La razón es que las sacudidas vienen de forma 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 un músculo liso rápido. El músculo liso sería mucho más efectivo para sostener pesas porque podría estar parado y se bloquearía; no habría trabajo y no se requeriría energía. Sin embargo, tiene la desventaja de que es muy lento de operar.
De: 14-1 Trabajo
La energía potencial no parece requerir movimiento, pero requirió movimiento para convertirse en potencial.
Por ejemplo, un objeto que descansa en el borde de una mesa tiene energía potencial, PE = m * g * h, donde m es la masa del objeto, g es la aceleración gravitatoria 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 un 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 en 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 unión de un núcleo atómico no parece requerir movimiento, pero eso es porque ya ha sido removida del núcleo. La masa de un núcleo es siempre menor que las masas individuales de los protones y neutrones en él. La fusión nuclear produce rayos gamma que se llevan la energía de unión, y dejan los nucleones en un estado de energía más bajo de lo que serían si estuvieran separados. Por eso se mantienen unidos como un núcleo. Para separarlos de nuevo, hay que reemplazar la enorme energía de unión que han perdido.
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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