Energía, trabajo y potencia: cuánto hay, cuánto se transfiere y qué tan rápido

En la calle las tres palabras quieren decir cansancio. En física significan tres cosas distintas y cada una tiene su unidad. La energía es lo que un cuerpo tiene para provocar cambios; el trabajo es la cantidad de energía que se transfiere cuando una fuerza mueve algo; y la potencia dice qué tan rápido se transfiere. Un elevador y una escalera de mano pueden hacer exactamente el mismo trabajo con una persona de 55 kilogramos, y aun así el elevador tiene mucha más potencia, porque lo hace en menos tiempo.

La idea que sostiene todo el tema es que la energía no se gasta ni se crea: cambia de forma y se traslada de un cuerpo a otro. Cuando un auto frena, su energía cinética no se borró del universo, se fue a calentar los frenos y el aire. Por eso en física se habla de conservación y no de consumo, aunque la cuenta de la luz diga lo contrario.

Las dos filas del medio son el corazón de la definición. Sostener una caja pesada cansa los músculos, pero en física el trabajo es cero porque la caja no se desplazó: la energía se fue a calentar el músculo, no a la caja. Y cargar una mochila caminando tampoco cuenta como trabajo contra la mochila, porque la fuerza que haces va hacia arriba y el movimiento hacia adelante. La fatiga es real; el trabajo mecánico, cero.

Potencia: el trabajo con prisa

Potencia es trabajo dividido entre tiempo, y su unidad es el watt: un joule por segundo. Dos personas suben el mismo costal al mismo segundo piso: hicieron el mismo trabajo; la que llegó primero desarrolló más potencia. Por eso se dice que un motor es potente no cuando hace mucho trabajo sino cuando lo hace rápido.

La figura de arriba resume el principio de conservación: si se ignora el rozamiento, lo que había arriba es exactamente lo que hay abajo, solo que en otra cuenta. Por eso la energía potencial de una repisa se puede convertir en cinética sin que se pierda ni un joule, y por eso en la realidad siempre se pierde un poco para el lado del calor.