Hola! Hoy quiero contarles qué es la energía para los físicos, fundamentalmente porque es una palabra que se utiliza en muchos ámbitos, y cuyas analogías y extrapolaciones no son directas. Cuántas veces he escuchado las palabras vibrar, energía positiva, energía buena, negativa y afines en ámbitos relacionados con lo extremadamente subjetivo como la psicología o el terreno de la espiritualidad sin un concepto claro. Por eso para separar las aguas del terreno difuso quiero decir que para los físicos (y las ciencias naturales en general) el concepto de energía es un concepto claro y bien definido.
La primera y difusa definición que encontramos por donde se lea es que la energía es la capacidad de realizar acciones que modifican al propio sistema o aquellos con los que interactúa (capacidad de realizar trabajo o acciones). Esta definición implica definir otros conceptos: “trabajo o acciones”. Con el diario del lunes (luego de los griegos, egipcios, árabes, chinos, Galileo, Newton, Faraday, Maxwell y J. P. Joule entre miles de otrxs hasta nuestros días) puedo decir que para los físicos, la energía de un sistema es una magnitud que representa el estado de un sistema físico respecto de un sistema de referencia, o en términos menos elegantes, es un número que caracteriza de manera global a nuestro sistema y su dinámica.
¿Y cómo se masca esto? Volvamos a lo más fundamental, la física es una ciencia experimental, y por lo tanto las magnitudes se deben poder medir. La medición la debe hacer un observador que en este caso será quien impone el sistema de referencia (¡que además es un sistema físico!) que interactúa con otro sistema físico, el medido. Entonces, los físicos para no entrar en discusiones bizantinas definimos estas cantidades de modo operacional. Las definiciones operacionales definen una cantidad mensurable a partir del proceso de medir, por ejemplo, cuando hablamos del plano horizontal (sobre la tierra que es más o menos redonda) lo podemos hacer definiéndolo como la extensión de la superficie que forma la superficie del agua en un balde en completo reposo. Las magnitudes derivadas se pueden definir a partir de las definiciones de las fundamentales, por ejemplo: la definición de la velocidad se obtiene de la definición que adoptemos para medir distancias y tiempos. De hecho hoy es más fácil medir la velocidad de la luz y unidades de tiempo, por lo que la definición de unidad de distancia se da a partir de las anteriores.
La energía en un sistema físico tiene unidades de Joules, en honor a James P. Joule, un inglés que se avivó para hacer algunos modelos y experimentos que establecieron que el calor y la mecánica estaban relacionadas — como si fuera una novedad que frotarse las manos no las calentara, aunque como todo, es más complejo — . Lo cierto es que partir de esos trabajos se abandonó la teoría del calórico, que era un fluido contenido en los materiales que iba de un lado a otro y que se agotaba, para pasar a una definición más precisa en términos del concepto de energía mecánica. A partir de estas definiciones se abrieron ramas nuevas de la física, como la física estadística y su conexión con la termodinámica.
En los próximos artículos me dedicaré a explicar los conceptos de energía, y trabajo dentro de la mecánica clásica, donde la definición de energía no es única (o puede clasificarse en tipos).