Si la energía no se puede crear ni destruir, ¿cómo explicamos los cohetes que se lanzan al espacio? ¿Cuál es el sistema que consideramos para la ley?

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Esta es una de las reglas más importantes que los científicos han encontrado que describe los fenómenos naturales. Desafortunadamente, no existe una prueba no circular de conservación de la energía; al final, todas las leyes de la física que conocemos son el resultado de la observación, la formación de hipótesis, la realización de predicciones y su comprobación. La conservación de la energía es una de esas leyes. Si se pudiera crear o destruir energía, todas nuestras ideas de cómo funciona el mundo tendrían que modificarse de alguna manera (y aprenderíamos algo muy desconcertante). Pero hasta ahora, la energía parece no ser creada o destruida.

Sin embargo, la energía se puede convertir de una forma a otra. La energía mecánica, como la energía cinética del movimiento, se puede convertir en energía térmica, por ejemplo, en el calentamiento de los frenos de un automóvil cuando disminuye la velocidad. La energía química en la gasolina del automóvil se puede convertir en energía térmica en el escape y en el calentamiento del motor, y en energía mecánica para mover el automóvil. La energía potencial, como la energía potencial gravitatoria almacenada en un objeto que se encuentra en un estante alto, se puede convertir en energía cinética a medida que el objeto cae. La energía eléctrica se puede convertir en calor o energía mecánica o energía de sonido en una variedad de formas útiles en la casa utilizando aparatos comunes.

A menudo, la conversión de una forma de energía a otra es la aplicación más importante de esta regla. A menudo, las predicciones del comportamiento de los sistemas físicos se hacen mucho más fácilmente cuando se utiliza la idea de que la cantidad total de energía permanece constante. Y las mediciones cuidadosas de diferentes tipos de energía antes y después de una transformación siempre muestran que el total siempre suma la misma cantidad.

Históricamente, desde luego, no se conocían todas las formas de energía. Los científicos tenían que seguir inventando más formas para mantener la ley de conservación de la energía verdadera. Si ese proceso se hubiera vuelto demasiado complicado o complicado de entender, habríamos tenido que renunciar a la ley.

Una característica muy interesante de la energía es que otras formas se pueden convertir en masa en reposo y de nuevo (los físicos de partículas hacen esto todos los días en sus aceleradores). E = mc ^ 2 de Einstein proporciona la relación entre la masa en reposo de una partícula (medida en unidades de masa estándar) y la cantidad de energía que corresponde a (medida en unidades de energía estándar). Incluso se aplica a otros sistemas donde las partículas no se crean ni se destruyen. Si una caja contiene algo de aire a una temperatura y luego se calienta, se volverá un poco más masiva debido a la energía adicional que se le da. Puede llamar a esa masa en reposo de toda la caja o al equivalente en masa de la energía cinética de las partículas en ella: a la naturaleza no le importa qué nombres le den.