TAREA AUTÓNOMA 4 - LAVID SANDOVAL SCARLET VIVIANA (1) - Viviana Lavid

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL 
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS 
CARRERA DE MEDICINA 
 
CATEDRA DE BIOFÍSICA. 
NOMBRE Y APELLIDOS DEL ESTUDIANTE: Scarlet Viviana Lavid Sandoval 
ASIGNATURA: Biofísica 
UNIDAD 1 - TAREA 4 
PARALELO: GRUPO BIOFÍSICA #: 1 -2 
OBJETIVO DE LA ACTIVIDAD: Analizar (Magnitudes físicas fundamentales. Energía 
cinética y energía potencial) 
TAREA AUTÓNOMA # 4 
INDICACIONES GENERALES: 
 
Estimados estudiantes el trabajo autónomo tiene una duración de 2 horas. 
 ¿QUÉ HA DE HACER PARA CUMPLIR CON ESTA ACTIVIDAD?: 
1. Observar y analizar el video sobre el tema y aplíquelo en este formato de presentación. 
2. Investigar sobre tema. Magnitudes físicas fundamentales. Energía cinética y energía 
potencial. 
3. Realizar un resumen DETALLADO. 
4. Revisar errores ortográficos en el documento redactado antes de la entrega misma. 
5. Entregar en PDF. 
 
DESARROLLO DE TEMAS: 
 
MAGNITUDES FÍSICAS FUNDAMENTALES 
INTRODUCCIÓN 
La física es en general es una ciencia que trata sobre todo aquello que se puede medir en 
un objeto en un cuerpo y las relaciones que hay entre estas mediciones entre sí vale 
entonces las magnitudes físicas es importante saber a qué se refieren porque es muy 
importante darse cuenta que tiene que ser algo cuantificable un cuerpo un objeto puede 
tener muchas propiedades pero no todas ellas son cuantificables de las que se pueden 
cuantificar contar de acuerdo pues ya por ejemplo que no es algo que no es cuantificable. 
Existen dos tipos de magnitudes: 
 Las magnitudes básicas fundamentales: Son aquellas que se definen por sí 
mismas y son independientes de las demás. Ejemplo: El tiempo 
 Las magnitudes derivadas: Son aquellas que se obtienen a partir de las 
magnitudes fundamentales mediante expresiones matemáticas. Ejemplo: velocidad= 
distancia/tiempo 
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En física siete magnitudes que son fundamentales que las llamamos fundamentales porque 
a partir de ellas se puede desarrollar toda la física nosotros en este nivel lo vamos a tratar 
porque las otras tres ya se nos escapan están relacionadas con la publicidad la luz es un 
poco más complicado las que trataremos son cuatro que son la longitud la masa el tiempo y 
la temperatura de acuerdo ahora veremos aquí una vez más voy a describir y veremos 
cómo se pueden medir y unas unidades que se llaman del sistema internacional. 
DESARROLLO 
Como masa designamos la magnitud física con que medimos la cantidad de materia que 
contiene un cuerpo. 
 Como tal, su unidad, según el Sistema Internacional de Unidades, es el kilogramo (kg). 
Como masa también se denomina la mezcla espesa, blanda y consistente, que se hace con 
líquido y con una o varias harinas, muy utilizada para preparar alimentos como el pan, el 
pastel, los tamales, etc. De forma genérica, masa puede aludir a un todo, conformado como 
un conjunto o como una reunión de cosas considerada en grueso: masa de productos, 
masa de personas, etc. En este sentido, puede referirse a un conjunto de gente o a una 
muchedumbre. La sociología, por ejemplo, emplea el concepto de masa como opuesto al de 
comunidad o sociedad. Según esto, el primero haría referencia a un conjunto de personas 
sin orden ni concierto, mientras que el segundo aludiría a un grupo de personas regidas de 
acuerdo a un orden. La palabra masa, como tal, proviene del latín massa, y esta a su vez 
del griego μ ζα ( ᾱ mádza), que se refería a un tipo de pastel fabricado con harina. Si bien el 
concepto de masa de un objeto y el peso son nociones precientíficas, es a partir de las 
reflexiones de Galileo, René Descartes y muy especialmente a partir de Isaac Newton que 
surge la noción moderna de masa. Así, el concepto de masa surge de la confluencia de 
dos leyes: la ley de gravitación universal de Newton y la segunda ley de Newton (o 2. º 
Principio) (Wikipedia, 2011) 
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Según la ley de la gravitación universal, la 
atracción entre dos cuerpos es proporcional 
al producto de dos constantes, denominadas 
masa gravitacional —una de cada uno de 
ellos, siendo así la masa gravitatoria una 
propiedad de la materia en virtud de la cual 
dos cuerpos se atraen; por la 2ª ley de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es 
directamente proporcional a la aceleración que experimenta, Para Einstein la gravedad es 
una consecuencia de la geometría del espacio-tiempo: una curvatura de la geometría del 
espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos. Ni para Newton ni para otros físicos 
anteriores a Einstein, era obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidieran. 
Loránd Eötvös llevó a cabo experimentos muy cuidadosos para detectar si existía diferencia 
entre ambos, pero ambas parecían coincidir con alta precisión y posiblemente serían 
iguales. De hecho, todos los experimentos muestran resultados compatibles con la igualdad 
de ambas. Para la física clásica prerrelativista esta identidad era accidental. Ya Newton, 
para quien peso e inercia eran propiedades independientes de la materia, propuso que 
ambas cualidades son proporcionales a la cantidad de materia, a la cual denominó "masa". 
Sin embargo, para Einstein, la coincidencia de masa inercial y masa gravitacional fue un 
dato crucial y uno de los puntos de partida para su teoría de la relatividad y, por tanto, para 
poder comprender mejor el comportamiento de la naturaleza. Según Einstein, esa identidad 
significa que: «la misma cualidad de un cuerpo se manifiesta, de acuerdo con las 
circunstancias, como inercia o como el peso» (Santos, 2018). 
Esto llevó a Einstein a enunciar el principio de equivalencia: «las leyes de la naturaleza 
deben expresarse de modo que sea imposible distinguir entre un campo gravitatorio 
uniforme y un sistema referencial acelerado.» 
Así pues, «masa inercial» y «masa gravitatoria» son indistinguibles y, consecuentemente, 
cabe un único concepto de «masa» como sinónimo de «cantidad de materia», según 
formuló Newton. En palabras de D. M. McMaster: «la masa es la expresión de la cantidad 
de materia de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para 
producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado». 
En la física clásica, la masa es una constante de un cuerpo. En física relativista, la masa 
aparente es función de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador (de hecho, 
en relatividad se abona la idea fundamental de definir la masa "verdadera" como el valor de 
la fuerza entre la aceleración experimentada, ya que este cociente depende de la 
velocidad). Además, la física relativista demostró la relación de la masa con la energía, 
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quedando probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosión de una bomba 
atómica queda que la masa no se conserva estrictamente, como sucedía con la masa 
mecánica de la física prerrelativista. En Química, como masa atómica se denomina la masa 
de un átomo. La masa de un átomo, por su parte, es la suma de las masas de los protones 
y neutrones que lo conforman. En este sentido, variará en los diferentes isótopos. Su unidad 
de medida es la unidad de masa atómica o UMA (u), o el Dalton (Da), siendo ambas 
equivalentes. La masa molar, como tal, es la masa de un mol de una sustancia, o, dicho de 
otro modo, es la propiedad física de un compuesto que expresa la relación constante entre 
la masa y la cantidad de sustancia que caracteriza toda muestra de sustancia. Se expresa 
en kilogramos por mol (kg/mol) o gramos por mol (g/mol). La masa molecular es aquella que 
indica la masa de una molécula de una sustancia. Como tal, se obtiene mediante la suma 
de todos los pesos atómicos involucrados en la fórmulamolecular de un compuesto. Se 
mide en unidades de masa atómica o UMA (u), o unidades Dalton (Da), siendo ambas 
equivalentes (Wikipedia, 2011). 
La libra (lb) actualmente es una unidad de masa, usada desde la Antigua Roma como 
unidad de peso. La palabra (derivada del latín) significa "escala o balanza", y todavía es el 
nombre de la principal unidad de masa usada en los Estados Unidos y en algunos países de 
habla hispana. La libra ha tenido valores muy 
diversos a lo largo de la historia, especialmente en 
la antigüedad, y la libra que todavía se utiliza es la 
libra avoirdupois, por lo que sí se menciona la 
palabra "libra" refiriéndose a la masa, se entiende 
que se está hablando de esta libra avoirdupois. Una 
libra actual equivale a 0,453 592 37 kilogramos y a 
su vez un kilogramo es igual a 2,204 622 62 libras avoirdupois. La onza (oz) es una unidad 
de masa usada desde la Antigua Roma para pesar con mayor precisión las mercancías y 
otros artículos, especialmente si su peso era menor que una libra romana. La onza todavía 
se usa corrientemente en los países anglosajones. El kilogramo nota (símbolo: kg), es la 
unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI). Es una medida 
ampliamente utilizada en la ciencia, la ingeniería y el comercio en todo el mundo, y a 
menudo simplemente se le llama kilo en el habla cotidiana. Es la única unidad básica que 
emplea un prefijo y la última unidad del SI que siguió definiéndose por un objeto patrón y no 
por una característica física fundamental. El 20 de mayo de 2019 su definición pasó a estar 
ligada con la constante de Planck, una constante natural que describe los paquetes de 
energía emitidos en forma de radiación. Esto permite que un laboratorio de metrología 
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debidamente equipado calibre un instrumento de medición de masa como una balanza de 
potencia (Santos, 2018). 
En física se llama tiempo a una magnitud que sirve para medir la duración o la separación 
de uno o más acontecimientos. Esto permite ordenarlos en una secuencia (pasado, 
presente, futuro) y determinar si ocurren o no en simultáneo. El tiempo se representa con la 
variable t, su unidad de medición en el Sistema Internacional es el segundo (s), en un marco 
sexagesimal (60 unidades constituyen una unidad mayor) y el aparato con el que se mide 
es el reloj. El tiempo puede pensarse como la duración de las cosas que están sujetas al 
cambio, y es una de las magnitudes físicas más importantes. Dentro de las consideraciones 
físicas, se la considera una variable que, combinada con otras, permite determinar la 
posición, el movimiento, la velocidad y muchas otras magnitudes de un objeto o sistema. La 
cronología (histórica, geológica, etc.) permite datar los momentos en los que ocurren 
determinados hechos (lapsos relativamente breves) o procesos (lapsos de duración mayor). 
En una línea de tiempo se puede representar gráficamente los momentos históricos en 
puntos y los procesos en segmentos. Las formas e instrumentos para medir el tiempo son 
de uso muy antiguo, y todas ellas se basan en la medición del movimiento, del cambio 
material de un objeto a través del tiempo, que es lo que puede medirse. En un principio, se 
comenzaron a medir los movimientos de los astros, especialmente el movimiento aparente 
del Sol, dando lugar al tiempo solar aparente. El desarrollo de la astronomía hizo que, de 
manera paulatina, se fueron creando diversos instrumentos, tales como los relojes de sol, 
las clepsidras o los relojes de arena y los cronómetros. Posteriormente, la determinación de 
la medida del tiempo se fue perfeccionando hasta llegar al reloj atómico (Fernández, 2019). 
El segundo es la unidad de tiempo en el Sistema 
Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal de 
Unidades y el Sistema Técnico de Unidades. Un 
minuto equivale a 60 segundos y una hora equivale a 
3600 segundos. Hasta 1967 se definía como la 
ochenta y seis mil cuatrocientos (1/86 400) de la 
duración que tuvo el día solar medio entre los años 
1750 y 1890 y, a partir de esa fecha, su medición se hace tomando como base el tiempo 
atómico. Según la definición del Sistema Internacional de Unidades, un segundo es igual a 
9 192 631 770 períodos de radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles 
hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), medidos a 0 
K. 
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Esto tiene por consecuencia que se produzcan desfases entre el segundo como unidad de 
tiempo astronómico y el segundo medido a partir del tiempo atómico, más estable que la 
rotación de la Tierra, lo que obliga a ajustes destinados a mantener concordancia entre el 
tiempo atómico y el tiempo solar medio. El minuto es una unidad de tiempo que equivale a 
la sexagésima parte de una hora. También se comprende de 60 segundos. Simbolizado es 
min. El símbolo de la comilla simple ' se emplea para el minuto como sexagésima parte de 
un grado. La hora es una unidad de tiempo que se corresponde con la vigésimo cuarta parte 
de un día solar. Es utilizada en el tiempo civil equivalente a 60 minutos. Dado que desde 
1967 el segundo se ha medido a partir de propiedades atómicas muy precisas, es para 
mantener los estándares de tiempo cercanos al día solar promedio (UTN, 2019). 
Longitud. Proviene del vocablo latino “longitud o” y significa en Física la distancia que une 
dos puntos. Es la distancia medida en grados, minutos y segundos, desde cualquier punto 
de la Tierra y el Meridiano 0° o de meridiano de Greenwich. Permite su medición para 
conocer su altura cuando se trata de una longitud vertical; o su ancho, si tomamos en 
cuenta una longitud horizontal. En general se llama longitud cuando medimos una superficie 
plana, a su largo, que es el de mayor extensión; la medida menor es el ancho. También la 
distancia entre dos ondas consecutivas, medidas desde sus puntos análogos se llama 
longitud de onda. Expresa la distancia angular entre un punto dado de la superficie terrestre 
y el meridiano que se tome como 0°, tomando como centro angular el centro de la Tierra; 
habitualmente en la actualidad el meridiano de Greenwich (observatorio de Greenwich), 
pero antiguamente hubo muchos otros que servían como referencia (para el mapa de 
Claudio Ptolomeo el meridiano de Alejandría, para los mapas españoles hasta el siglo XIX 
el meridiano de Cádiz -observatorio de Cádiz- o el meridiano de Salamanca. La unidad de 
medida de longitud, es el metro. Son longitudes menores que el metro, el decímetro, el 
centímetro y el milímetro, y son longitudes mayores que el metro, el decámetro el 
hectómetro, el kilómetro y el miriámetro (UTN, 2019). 
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La temperatura es una magnitud referida a la noción de calor medible mediante un 
termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía 
interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. 
Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna 
conocida como energía cinética, que es la energía asociada a los movimientos de las 
partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. 
A medida que sea mayor la energía cinética de un 
sistema, se observa que este se encuentra más 
«caliente»; es decir, que su temperatura es mayor. En el 
caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan 
ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro 
del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se 
trata de los movimientos traslacionales de sus partículas 
(para los gases multiatómicos los movimientos 
rotacional y vibracional debentomarse en cuenta también). El desarrollo de técnicas para la 
medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario 
darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente. Una multitud de 
propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función de la 
temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, 
plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad 
eléctrica. 
Asimismo, es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las 
reacciones químicas. La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser 
calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de 
la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el 
kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el 
valor «cero kelvin» (0 K) al «cero absolutos», y se gradúa con un tamaño de grado igual al 
del grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de 
temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius, llamada 
«centígrada», y, en mucha menor medida, y prácticamente solo en los Estados Unidos, la 
escala Fahrenheit. La temperatura es la propiedad física que se refiere a las nociones 
comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo, su significado formal en termodinámica 
es más complejo. Termodinámicamente se habla de la velocidad promedio o la energía 
cinética (movimiento) de las partículas de las moléculas, siendo de esta manera, a 
temperaturas altas, la velocidad de las partículas es alta, en el cero absoluto las partículas 
no tienen movimiento. A menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que 
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ver con la sensación térmica (ver más abajo), que con la temperatura real (Centro español 
de Metrología, 2018). 
Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que 
poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene 
una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por 
la partícula. Y actualmente, al contrario de otras cantidades 
termodinámicas como el calor o la entropía, cuyas definiciones 
microscópicas son válidas muy lejos del equilibrio térmico, la 
temperatura solo puede ser medida en el equilibrio, precisamente 
porque se define como un promedio. La temperatura está 
íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de algún sistema: a 
mayores temperaturas mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema. La 
temperatura es una propiedad intensiva, es decir, que no depende del tamaño del sistema, 
sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia 
ni del material del que este compuesto (Centro español de Metrología,2018). 
CONCLUSIÓN 
La existencia de un Sistema Internacional de Unidades es de gran importancia porque 
garantiza la uniformidad y equivalencia en las mediciones, así como facilitar las actividades 
tecnológicas industriales y comerciales en diversas naciones del mundo. Además, de que 
necesitamos de las medidas y de que se rigieran las medidas, tanto como las unidades, en 
todas sus dimensiones, siempre han estado presentes en nuestras vidas, ya que como todo 
lo que nos rodea tiene un tamaño exacto y dentro de estos no caben los errores por lo cual 
es muy importante un sistema de medición. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFÍA 
Wikipedia, F. (2011). Magnitudes Físicas: Densidad, Punto de Fusión, Masa, Presión, 
Frecuencia, Campo Magnético, Peso, Volumen Molar, Acutancia, Angulo, Albedo. 
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/magnitudes/magnitudes.html 
Santos, I. (2018). Magnitudes Fisicas:https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-
tic/14004981/helvia/sitio/upload/MAGNITUDES_FISICAS_4_ESO_1.pdf 
Fernández, J. L. (2019). Magnitudes en Física. 
https://www.fisicalab.com/apartado/magnitudes-fisica 
UTN. (2019). Magnitudes: Unidades de medida. 
https://www.frlp.utn.edu.ar/sites/default/files/Apunte%20Fisica%20SUI_0.pdf 
Centro español de Metrología. (2018). El Sistema Internacional de Unidades (SI). 
https://www.cem.es/sites/default/files/siu8edes.pdf 
 
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/magnitudes/magnitudes.html
https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14004981/helvia/sitio/upload/MAGNITUDES_FISICAS_4_ESO_1.pdf
https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14004981/helvia/sitio/upload/MAGNITUDES_FISICAS_4_ESO_1.pdf
https://www.fisicalab.com/apartado/magnitudes-fisica
https://www.frlp.utn.edu.ar/sites/default/files/Apunte%20Fisica%20SUI_0.pdf
https://www.cem.es/sites/default/files/siu8edes.pdf
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ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL 
INTRODUCCIÓN 
El concepto de estos tipos de energía resulta importante por su carácter integrador para la 
explicación de gran parte de los fenómenos físicos, así como por sus implicaciones en el 
ámbito de la ciencia, la tecnología y la sociedad. La energía cinética es la energía asociada 
con el movimiento y la energía potencial es la energía asociada con la posición en un 
sistema. Energía, en general, es la capacidad para realizar un trabajo. Tanto la energía 
cinética como la potencial representan los dos tipos fundamentales de energía existente. A 
continuación vamos analizar a cada una de ellas. 
DESARROLLO 
ENERGÍA CINÉTICA 
En física, la energía cinética de un cuerpo 
es aquella energía que posee debido a su 
movimiento. Se define como el trabajo 
necesario para acelerar un cuerpo de una 
masa determinada desde el reposo hasta la 
velocidad indicada. Una vez conseguida 
esta energía durante la aceleración, el 
cuerpo mantiene su energía cinética salvo 
que cambie su velocidad. Para que el 
cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud 
que su energía cinética. Suele ser simbolizada con letra Ec o Ek (Ortega, 2018). 
El adjetivo «cinético» en el nombre energía viene de la antigua palabra griega κίνησις 
kinēsis, que significa «movimiento». Los términos energía cinética y trabajo y su significado 
científico provienen del siglo XIX. El principio de la mecánica clásica que fue desarrollado 
por primera vez por Gottfried Leibniz y Daniel Bernoulli, que describe la energía cinética 
como la fuerza viva o vis viva. Willem 's Gravesande de los Países Bajos proporcionó 
evidencia experimental de esta relación. Al caer los pesos de diferentes alturas en un 
bloque de arcilla, Gravesande determinó que la profundidad de penetración es proporcional 
al cuadrado de la velocidad de impacto. Émilie du Châtelet reconoció las implicaciones del 
experimento y publicó una explicación. Los primeros conocimientos de esas ideas pueden 
ser atribuidos a Gaspard Coriolis quien en 1829 publicó un artículo titulado Du Calcul de 
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l'Effet des Machines esbozando las matemáticas de la energía cinética. El término energía 
cinética se debe a William Thomson más conocido como Lord Kelvin en 1849. 
Existen varias formas de energía como la energía química, el calor, la radiación 
electromagnética, la energía nuclear, las energías gravitacional, eléctrica, elástica, etc., 
todas ellas pueden ser agrupadas en dos tipos: la energía potencial y la energía cinética. La 
energía cinética puede ser entendida mejor con ejemplos que demuestren cómo esta se 
transforma de otros tipos de energía y a otros tipos de energía. Por ejemplo un ciclista 
quiere usar laenergía química para tomar que le proporcionó su comida para acelerar su 
bicicleta a una velocidad elegida. Su velocidad puede mantenerse sin mucho trabajo, 
excepto por la resistencia aerodinámica y la fricción mecánica. La energía química es 
convertida en una energía de movimiento, conocida como energía cinética, pero el proceso 
no es completamente eficiente ya que el ciclista también produce calor (Areaciencias, 
2020). 
La energía cinética en movimiento de la bicicleta y el ciclista pueden convertirse en otras 
formas. Por ejemplo, el ciclista puede encontrar una cuesta lo suficientemente alta para 
subir, así que debe cargar la bicicleta hasta la cima. 
La energía cinética hasta ahora usada se habrá convertido en energía potencial gravitatoria 
que puede liberarse lanzándose cuesta abajo por el otro lado de la colina. Alternativamente 
el ciclista puede conectar una dínamo a una de sus ruedas y así generar energía eléctrica 
en el descenso. La bicicleta podría estar viajando más despacio en el final de la colina 
porque mucha de esa energía ha sido desviada en hacer energía eléctrica. 
Otra posibilidad podría ser que el ciclista aplique sus frenos y en ese caso la energía 
cinética se estaría disipando a través de la fricción en energía calórica. Como cualquier 
magnitud física que sea función de la velocidad, la energía cinética de un objeto no solo 
depende de la naturaleza interna de ese objeto, también depende de la relación entre el 
objeto y el observador (en física un observador es formalmente definido por una clase 
particular de sistema de coordenadas llamado sistema inercial de referencia). Magnitudes 
físicas como esta son llamadas invariantes. La energía cinética esta co-localizada con el 
objeto y atribuido a ese campo gravitacional. El cálculo de la energía cinética se realiza de 
diferentes formas según se use la mecánica clásica, la mecánica relativista o la mecánica 
cuántica. El modo correcto de calcular la energía cinética de un sistema depende de su 
tamaño, y la velocidad de las partículas que lo forman. Así, si el objeto se mueve a una 
velocidad mucho más baja que la velocidad de la luz, la mecánica clásica de Newton será 
suficiente para los cálculos; pero si la velocidad es cercana a la velocidad de la luz, la teoría 
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de la relatividad empieza a mostrar diferencias significativas en el resultado y debería ser 
usada. Si el tamaño del objeto es más pequeño, es decir, de nivel sub-atómico, la mecánica 
cuántica es más apropiada (Areaciencias, 2020). 
Esta energía se degrada y se conserva en cada transformación, perdiendo capacidad de 
realizar nuevas transformaciones, pero la energía no puede ser creada ni destruida, solo 
transformada, por lo que la suma de todas las energías en el universo es siempre 
constante. Un objeto perderá energía en una transformación, pero esa pérdida de energía 
irá a parar a otro sitio, por ejemplo se puede transformar en calor. Esto se vio reflejado en 
Juan David Sandoval Nempeque en el año 1760. 
La energía cinética, en su definición más breve, es la energía que posee un cuerpo a causa 
de su movimiento. Setrata de la capacidad o trabajo que permite que un objeto pase de 
estar en reposo, o quieto, a moverse a una determinada velocidad. Un objeto que esté en 
reposo tendrá un coeficiente de energía cinética equivalente a cero. Al ponerse en 
movimiento y acelerar, este objeto irá aumentando su energía cinética y, para que deje de 
moverse y vuelva a su estado inicial, deberá recibir la misma cantidad de energía que lo ha 
puesto en movimiento, pero esta vez negativa o contraria (Khan Academy, 2020). 
La energía cinética (Ec) depende de la masa y la velocidad del cuerpo. Para calcularla, 
debes tener en cuenta que la energía cinética se mide en Julios (J), la masa en kilogramos 
(kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s). 
Su fórmula es la siguiente: EC= ½ MV² 
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ENERGÍA CINÉTICA EN MECÁNICA CLÁSICA 
ENERGÍA CINÉTICA EN DIFERENTES SISTEMAS DE REFERENCIA 
Como hemos dicho, en la mecánica clásica, la energía cinética de una masa puntual 
depende de su masa y sus componentes del movimiento. Se expresa en Joule (J). 1 J = 1 
kg·m2/s2. Estos son descritos por la velocidad de la masa puntual, así: 
En un sistema de coordenadas especial, esta expresión tiene las siguientes formas: 
 Coordenadas cartesianas (x, y, z): 
 
 Coordenadas polares: 
 
 
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 Coordenadas cilíndricas: 
 
 
 Coordenadas esféricas: 
 
Con eso el significado de un punto en una coordenada y su cambio temporal se describe 
como la derivada temporal de su desplazamiento: 
 
En un formalismo hamiltoniano no se trabaja con esas componentes del movimiento, o sea 
con su velocidad, sino con su impulso (cambio en la cantidad de movimiento). En caso de 
usar componentes cartesianas obtenemos: 
 
 
ENERGÍA CINÉTICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS 
Para una partícula, o para un sólido rígido que no esté rotando, la energía cinética cae a 
cero cuando el cuerpo para. 
Sin embargo, para sistemas que contienen muchos cuerpos con movimientos 
independientes, que ejercen fuerzas entre ellos y que pueden (o no) estar rotando, esto no 
es del todo cierto. Esta energía es llamada 'energía interna'. La energía cinética de un 
sistema en cualquier instante de tiempo es la suma simple de las energías cinéticas de las 
masas, incluyendo la energía cinética de la rotación. 
Un ejemplo de esto puede ser el Sistema Solar. En el centro de masas del sistema solar, el 
Sol está (casi) estacionario, pero los planetas y planetoides están en movimiento sobre él. 
Así en un centro de masas estacionario, la energía cinética está aún presente. Sin embargo, 
recalcular la energía de diferentes marcos puede ser tedioso, pero hay un truco. La energía 
cinética de un sistema de diferentes marcos inerciales puede calcularse como la simple 
suma de la energía en un marco con centro de masas y añadir en la energía el total de las 
masas de los cuerpos que se mueven con velocidad relativa entre los dos marcos (Khan 
Academy, 2020). 
Esto se puede demostrar fácilmente: sea V la velocidad relativa en un sistema k de un 
centro de masas i: 
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Donde: 
 
 
 Por lo que la expresión anterior puede escribirse simplemente como: 
 
Donde puede verse más claramente que energía cinética parcial de un sistema puede 
descomponerse en su energía cinética de traslación y la energía de rotación alrededor del 
centro de masas. La energía cinética de un sistema entonces depende del Sistema de 
referencia inercial y es más bajo con respecto al centro de masas reverencial, por ejemplo, 
en un sistema de referencia en que el centro de masas sea estacionario. En cualquier otro 
sistema de referencia hay una energía cinética adicional correspondiente a la masa total 
que se mueve a la velocidad del centro de masas. 
ENERGÍA CINÉTICA DE UN SÓLIDO RÍGIDO EN ROTACIÓN 
Para un sólido rígido que está rotando puede descomponerse la energía cinética total como 
dos sumas: la energía cinética de traslación (que es la asociada al desplazamiento del 
centro de masa del cuerpo a través del espacio) y la energía cinética de rotación (que es la 
asociada al movimiento de rotación con cierta velocidad angular). La expresión matemática 
para la energía cinética es: 
 
Donde: 
 
 
 
 
El valor de la energía cinética es positivo, y depende del sistema de referencia que se 
considere al determinar el valor (módulo) de la velocidad y. La expresión anterior puede 
deducirsede la expresión general: 
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ENERGÍA CINÉTICA EN MECÁNICA RELATIVISTA 
ENERGÍA CINÉTICA DE UNA PARTÍCULA 
Si la velocidad de un cuerpo es una fracción significante de la velocidad de la luz, es 
necesario utilizar mecánica relativista para poder calcular la energía cinética. En relatividad 
especial, debemos cambiar la expresión para el momento lineal y de ella por interacción se 
puede deducir la expresión de la energía cinética: 
 
Tomando la expresión relativista anterior, desarrollándola en serie de Taylor y tomando 
únicamente el término se recupera la expresión de la energía cinética típica 
de la mecánica newtoniana: 
 
 
Se toma únicamente el primer término de la serie de Taylor ya que, conforme la serie 
progresa, los términos se vuelven cada vez más y más pequeños y es posible 
despreciarlos. 
La ecuación relativista muestra que la energía de un objeto se acerca al infinito cuando la 
velocidad v se acerca a la velocidad de la luz c, entonces es imposible acelerar un objeto a 
esas magnitudes. Este producto matemático es la fórmula de equivalencia entre masa y 
energía, cuando el cuerpo está en reposo obtenemos esta ecuación: 
Así, la energía total E puede particionarse entre las energías de las masas en reposo más la 
tradicional energía cinética newtoniana de baja velocidad. Cuando los objetos se mueven a 
velocidades mucho más bajas que la luz (ej. Cualquier fenómeno en la tierra) los primeros 
dos términos de la serie predominan (Khan Academy, 2020). 
La relación entre energía cinética y momentum es más complicada en este caso y viene 
dada por la ecuación: 
 
 
 
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Esto también puede expandirse como una serie de Taylor, el primer término de esta simple 
expresión viene de la mecánica newtoniana. Lo que sugiere esto es que las fórmulas para la 
energía y el momento no son especiales ni axiomáticas pero algunos conceptos emergen 
de las ecuaciones de masa con energía y de los principios de la relatividad. 
ENERGÍA CINÉTICA DE UN SÓLIDO EN ROTACIÓN 
A diferencia del caso clásico la energía cinética de rotación en mecánica relativista no 
puede ser representada simplemente por un tensor de inercia y una expresión cuadrática a 
partir de él en el que intervenga la velocidad angular. 
El caso simple de una esfera en rotación ilustra este punto; si suponemos una esfera de un 
material suficientemente rígido para que podamos despreciar las deformaciones por culpa 
de la rotación (y por tanto los cambios de densidad). Se puede calcular la energía cinética a 
partir de la siguiente integral: 
 
 
Integrando la expresión anterior se obtiene la expresión: 
 
 
Para una esfera en rotación los puntos sobre el eje 
no tienen velocidad de traslación mientras que los 
puntos más alejados del eje de giro tienen una 
velocidad, a medida que esta velocidad se 
aproxima a la velocidad de la luz la energía cinética 
de la esfera tiende a crecer sin límite. Esto 
contrasta con la expresión clásica que se da a 
continuación: 
 
Paradójicamente, dentro de la teoría especial de la 
relatividad, el supuesto de que es posible construir 
un sistema rotar progresivamente más rápido una 
esfera sobre su eje, lleva a que los puntos más 
alejados del eje de giro alcancen la velocidad de la luz aplicando al cuerpo una cantidad 
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finita de energía . . Lo cual revela que el supuesto no puede ser correcto 
cuando algunos puntos de la periferia del sólido están moviéndose a velocidades cercanas 
a la de la luz (Khan Academy, 2020). 
ENERGÍA CINÉTICA EN MECÁNICA CUÁNTICA 
En la mecánica cuántica, el valor que se espera de energía cinética de un electrón, para un 
sistema de electrones describe una función de onda que es la suma de un electrón, el 
operador se espera que alcance el valor de: 
 
Donde es la masa de un electrón y es el operador laplaciano que actúa en las 
coordenadas del electrón i-ésimo y la suma de todos los otros electrones. Note que es una 
versión cuantiada de una expresión no relativista de energía cinética en términos de 
momento: 
 
El formalismo de la funcional de densidad en mecánica cuántica requiere un conocimiento 
sobre la densidad electrónica, para esto formalmente no se requiere conocimientos de la 
función deonda. 
Dado una densidad electrónica , la funcional exacta de la energía cinética del n-ésimo 
electrón es incierta; sin embargo, en un caso específico de un sistema de un electrón, la 
energía cinética puede escribirse así: 
 
Donde es conocida como la funcional de la energía cinética de Von Weizsacker. 
ENERGÍA CINÉTICA DE PARTÍCULAS EN LA MECÁNICA CUÁNTICA 
En la teoría cuántica una magnitud física como la energía cinética debe venir representada 
por un operador auto adjunto en un espacio de Hilbert adecuado. Ese operador puede 
construirse por un proceso de cubanización, el cual conduce para una partícula moviéndose 
por el espacio euclidiano tridimensional a una representación natural de ese operador sobre 
el espacio de Hilbert dado por: 
 
Que, sobre un dominio denso de dicho espacio formado clases de equivalencia 
representables por funciones C², define un operador auto adjunto con auto valores siempre 
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positivos, lo cual hace que sean interpretables como valores físicamente medibles de la 
energía cinética. 
ENERGÍA CINÉTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO EN LA MECÁNICA CUÁNTICA 
Un sólido rígido a pesar de estar formado por un número infinito de partículas, es un 
sistema mecánico con un número finito de grados de libertad lo cual hace que su 
equivalente cuántico pueda ser representado por sobre un espacio de Hilbert de dimensión 
infinita de tipo L² sobre un espacio de configuración de dimensión finita. En este caso el 
espacio de configuración de un sólido rígido es precisamente el grupo de Lie SO (3) y por lo 
cual se puede tanto el espacio de Hilbert pertinente y el operador energía cinética de 
rotación pueden representarse por: 
 
Donde es la medida de Haar invariante de SO(3), son los operadores del momento 
angular en la representación adecuada y los escalares son los momentos de inercia 
principales. 
ENERGÍA CINÉTICA Y TEMPERATURA 
A nivel microscópico la energía cinética promedio de las moléculas de un gas define su 
temperatura. De acuerdo con la ley de Maxwell-Boltzmann para un gas ideal clásico la 
relación entre la temperatura absoluta (T) de un gas y su energía cinética media es: 
 
 
ENERGÍA POTENCIAL 
La energía potencial es la energía mecánica 
asociada a la localización de un cuerpo dentro 
de un campo de fuerza (gravitatoria, 
electrostática, etc.) o a la existencia de un 
campo de fuerza en el interior de un cuerpo 
(energía elástica). La energía potencial de un 
cuerpo es una consecuencia de que el sistema 
de fuerzas que actúa sobre el mismo sea 
conservativo (Planas, 2017). 
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Independientemente de la fuerza que la origine, la energía potencial que posee el sistema 
físico representa la energía "almacenada" en virtud de su posición y/o configuración, por 
contraposición con la energía cinética que tiene y que representa su energía debido al 
movimiento. Para un sistema conservativo, la suma de energía cinética y potencial es 
constante, eso justifica el nombre de fuerzas conservativas, es decir, aquellas que hacen 
que la energía "se conserve". El concepto de energía potencial también puede usarse para 
sistemas físicos en los que intervienen fuerzas disipativas, y que por tanto noconservan la 
energía, solo que en ese caso la energía mecánica total no será constante, y para aplicar el 
principio de conservación de la energía es necesario contabilizar la disipación de energía 
(Planas, 2017). 
El valor de la energía potencial depende siempre del punto o configuración de referencia 
escogido para medirla, por esa razón se dice a veces que físicamente solo importa la 
variación de energía potencial entre dos configuraciones. 
La energía potencial interviene como se ha mencionado en el principio de conservación de 
la energía y su campo de aplicación es muy general. Está presente no solo en la física 
clásica, sino también de la física relativista y física cuántica. El concepto se ha generalizado 
también a la física de partículas, donde se han llegado a utilizar potenciales complejos con 
el objeto de incluir también la energía disipada por el sistema. 
LOS DISTINTOS TIPOS DE ENERGÍA POTENCIAL 
Un objeto puede tener almacenada energía potencial (que se puede convertir en otro tipo 
de energía) por muchos motivos, la gravedad porque está ubicado en alto, la tensión 
aplicada al objeto (Educarex, 2020). 
Se suelen clasificar los tipos de energía potencial por aquello que le proporciona esa 
energía que almacena. Así, tendríamos: 
 La energía potencial gravitacional: La poseída por la atracción de la Tierra hacia 
un objeto. Cuanto más elevado, más posee. Sin embargo, no es la única, puede ser 
la energía gravitacional que tenga por la interacción con otro objeto muy grande. 
 La energía potencial química: Es la que tiene almacenada un objeto en virtud de 
cómo estén dispuestos sus átomos o moléculas. Esas moléculas tienen unos 
enlaces químicos, por ejemplo, que pueden provocar una reacción. Cuando 
comemos, transformamos los alimentos en energía química, y todos sabemos que 
unos almacenan más calorías que otras, dándonos más o menos energía. 
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Combustibles como el petróleo almacenan gran cantidad de esta energía potencial 
que transformamos en electricidad o calor. 
 La energía potencial eléctrica: Es la que tiene un objeto en virtud de su carga 
eléctrica. Esta puede ser electrostática o magnética. ¿Te ha dado alguna vez una 
pequeña descarga al tocar el coche? Eso es porque el vehículo almacenaba energía 
potencial electrostática, que descargó en ti al tocarlo. 
 La energía potencial nuclear: La que hay en las partículas del núcleo atómico, 
unidas por la fuerza nuclear fuerte. Cuando rompemos esas uniones (fisión nuclear) 
podemos desatar esa enorme energía potencial que tienen ciertos elementos 
radiactivos como el uranio. 
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA 
 La energía potencial gravitatoria se define como la energía que posee un cuerpo 
masivo al estar inmerso en un campo gravitatorio. Los campos gravitatorios se crean 
alrededor de objetos con masas muy grandes (por ejemplo, masas de los planetas y 
el Sol). 
 Por ejemplo, un vagón de una montaña rusa posee una energía potencial máxima 
en su posición de más alta debido a estar inmerso en el campo gravitatorio de la 
Tierra. Una vez que el vagón se deja caer, perdiendo altura, la energía potencial se 
transforma en energía cinética. 
ENERGÍA POTENCIAL QUÍMICA 
 La energía potencial química es la energía almacenada en los enlaces químicos de 
los átomos y moléculas. Un ejemplo es la glucosa en nuestro cuerpo, que almacena 
energía potencial química que nuestro cuerpo (por medio de un proceso que se 
llama metabolismo) transforma en energía calórica para mantener la temperatura 
corporal. 
 Lo mismo ocurre con el combustible fósil (hidrocarburos) en el tanque de gasolina de 
un automóvil. La energía potencial química almacenada en los enlaces químicos de 
la gasolina se convierte en energía mecánica para echar a andar el vehículo 
 
 
 
 
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DIFERENCIA ENTRE ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA CINÉTICA 
La energía cinética (Ec) y la energía potencial (Ep), sumadas, componen la energía 
mecánica (Em) de un objeto o sistema. Sin embargo, se distinguen en que mientras la 
primera atañe a los cuerpos en movimiento, la segunda tiene que ver con el monto de 
energía acumulado dentro de un objeto en reposo. Dicho así, la energía potencial depende 
de cómo esté posicionado el objeto o sistema respecto al campo de fuerzas a su alrededor, 
mientras que la cinética tiene que ver con los movimientos que emprenda (Educarex, 2020). 
Existen tres tipos de energía potencial: 
 Energía potencial gravitatoria. Está vinculada con la altura a la que estén los 
objetos y la atracción de la gravedad sobre sus ellos. 
 Energía potencial elástica. Tiene que ver con la tendencia de ciertos objetos a 
recuperar su forma original, una vez que han sido obligados por una fuerza externa a 
abandonarla (por ejemplo, los resortes). 
 Energía potencial eléctrica. Se define como el trabajo negativo hecho por la fuerza 
electrostática para mover una carga desde una posición inicial a otra final. 
CONCLUSIÓN 
En conclusión pudimos llegar que cualquier cuerpo que este en una altura considerable al ir 
bajando va tomando menos velocidad potencial. Un ejemplo es la montaña rusa que 
estando en la parte de arriba el carro que lleva esta va con mucha más fuerza que conforme 
va bajando la energía potencial se convierte en energía cinética además la energía cinética 
es la energía asociada con el movimiento y la energía potencial es la energía asociada con 
la posición en un sistema. Energía, en general, es la capacidad para realizar un trabajo. 
Tanto la energía cinética como la potencial representan los dos tipos fundamentales de 
energía existente. Cualquier otra energía es una diferente versión de energía cinética o 
potencial o una combinación de ambas. Por ejemplo, la energía mecánica es la 
combinación de energía cinética y potencial. 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFÍA 
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Educarex. (2020). Energía cinética y energía potencial. 
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Khan Academy. (2020).Qué es la energía cinética?. 
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