Considera dos terrones de arcilla húmeda del mismo tamaño que se mueven el uno hacia el otro a la misma velocidad. Las cosas se mueven. Pero el centro de masa no. Después de chocar, el bulto resultante no se mueve. Los dos terrones se mueven casi en la misma dirección. Se chocan y el bulto resultante sigue avanzando.
Parece que necesitamos dos formas diferentes de medir el movimiento para que esto tenga sentido. El movimiento de las partes es muy parecido, pero el total es muy diferente.
El ímpetu puede definirse vagamente como la cuantificación del movimiento. $\vec p=m\vec v$ . Si dos objetos se mueven a la misma velocidad, el más masivo tiene una mayor cantidad de movimiento. De dos objetos de igual masa, el más rápido tiene más movimiento.
El impulso es un vector. Tiene una dirección y una magnitud. La dirección es la misma que la velocidad. El impulso se suma como un vector. Dos momentos en sentidos opuestos se anulan. El momento total de los dos bultos en direcciones opuestas es $0$ . Esta idea es útil para expresar el movimiento total de un objeto compuesto.
La energía puede definirse vagamente como la capacidad de cambiar las cosas. La energía tiene muchas formas que pueden convertirse unas en otras.
- La energía cinética es la energía de un objeto en movimiento. Una bala puede hacer un agujero en su objetivo. $E = mgh$ .
- La energía potencial es la energía que proviene de las fuerzas que actúan sobre un objeto. Dispara una bala hacia arriba. A medida que asciende, se frena hasta detenerse, perdiendo toda su energía cinética. Debido a su altura y a la gravedad, caerá, recuperando toda esa energía cinética. Para una bala de este tipo, se puede demostrar que $E = mgh = \frac{1}{2}mv^2$ .
- La energía química se almacena en enlaces moleculares. En una bomba, una reacción química puede crear fragmentos con mucha energía cinética, muy parecidos a las balas.
La energía tiene una magnitud, pero no una dirección. Por ejemplo, la energía química no tiene dirección.
Existe una dirección obvia para la energía cinética, pero esto no forma parte a propósito de lo que es la energía cinética. La energía cinética es un número.
La energía cinética sirve para medir el movimiento de todas las partes de un objeto compuesto. La energía cinética de dos trozos de arcilla es la misma, tanto si se acercan como si se alejan. Es la suma de las energías de las partes. Dos trozos de arcilla se deforman cuando chocan entre sí. Si van más en la misma dirección y sólo se golpean, pueden seguir aplastándose al chocar con otra cosa.
