El joule es una unidad de trabajo.
El término joule, o julio, se emplea en el terreno de la física para hacer referencia a una unidad de trabajo que forma parte del sistema internacional. Un joule es equivalente al trabajo que produce una fuerza constante de un newton cuyo punto de aplicación recorre un metro en la misma dirección de la fuerza.
Para entender qué es un joule, por lo tanto, es importante saber antes en qué consisten varios conceptos. En la física, el trabajo es el producto de una fuerza por la distancia recorrida por su punto de aplicación. Dicho de otro modo: cuando una fuerza modifica el estado de movimiento de un cuerpo, realiza un trabajo.
Un newton, en tanto, es una unidad de fuerza. Un newton equivale a la fuerza que logra producir una aceleración de un 1 metro/segundo cada segundo cuando se aplica a un cuerpo con un kilogramo de masa.
TemasQué es un joule
Combinando los conceptos de trabajo, fuerza y newton, llegamos entonces a la idea de joule, cuyo símbolo es J. La definición formal indica que una fuerza de 1 newton con un punto de aplicación que se desplaza un metro en la misma dirección de la fuerza realiza una cantidad de trabajo de 1 joule.
Es imprescindible tener en cuenta que, a fines teóricos, no se consideran las diversas resistencias. Por eso al medir el trabajo de la fuerza no se analiza la influencia del roce del aire, por ejemplo.
Cabe destacar que joule proviene de James Prescott Joule. Este físico inglés, nacido en 1818 y fallecido en 1889, realizó grandes descubrimientos vinculados a la energía, la electricidad, el magnetismo y la termodinámica.
Distintas equivalencias
A la hora de resolver problemas, es muy importante conocer las equivalencias de las diferentes unidades utilizadas, ya que muchas veces depende de este recurso la posibilidad de despejar una incógnita y averiguar su valor. En el caso del joule, la lista es bastante extensa. Podemos decir, por lo tanto, que un joule equivale a: un newton por metro; un vatio por segundo; 6,2415 por 10 elevado a la 18 electronvoltio; un culombio por voltio; 0,00987 atmósfera por litro; un pascal por metro cúbico; 0,238902957 caloría.
Como podemos apreciar, son muchas las unidades que se relacionan con el joule, y algunas no son tan comunes fuera del ámbito de la física. El electronvoltio, por ejemplo, es la unidad de energía que sirve para representar una variación energética de tipo cinética que atraviesa un electrón cuando se mueve entre dos puntos de potenciales diferentes (que suelen designarse con Va y Vb), siempre que la diferencia entre ambos sea de un voltio.
Se estima que un joule es la energía que se requiere para lanzar una manzana 1 metro hacia arriba.
El culombio, por otra parte, es una unidad que deriva del sistema internacional y se usa para medir la magnitud física conocida como carga eléctrica o cantidad de electricidad. Su nombre también deriva de un físico, este caso del francés Charles-Augustin de Coulomb. La definición del culombio es la siguiente: se trata de la cantidad de carga que una corriente de un amperio transporta en un segundo.
El joule y las equivalencias inversas
Estas equivalencias se miden tomando en cuenta 1 joule, pero también existen otras que se denominan inversas, en las cuales el valor 1 lo tienen las otras unidades. Veamos algunas de ellas a continuación: un vatio por hora equivale a 3600 joules; un kilovatio por hora es igual a 3,6 por 10 elevado a la 6 joules; una caloría equivale a 4,187 joules; una kilocaloría, dado que es mil calorías, es igual a 4187 joules.
La física también se vale de ejemplos cotidianos para graficar algunos de sus conceptos. En el caso de un joule se estima es que es: la energía usada al arrojar una manzana pequeña hacia arriba para que se eleve un metro; la energía que se libera cuando dicha manzana cae.
