Introduciremos ahora el concepto de energía, partiendo de la idea de que la energía se manifiesta en una amplia variedad de formas: eléctrica, mecánica, térmica, electromagnética, química, atómica, acústica, luminosa, etcétera.
Son diferentes manifestaciones de la energía: un rayo haciendo contacto con la copa de un árbol, un tornado levantando partes de la construcción de una granja, un volcán en erupción, la caída de agua llegando a una planta hidroeléctrica, una persona trabajando con soldadura eléctrica, un automóvil saliendo de una gasolinera, una estación radiodifusora emitiendo su señal, un radiorreceptor captándola y emitiendo sonido, o un boxeador conectando un golpe en la cara de su oponente.
¿Qué forma o formas de energía están presentes en cada una de las situaciones anteriores?, ¿en cuáles de ellas interviene sólo la naturaleza y en cuáles la tecnología inventada por el hombre?
En las situaciones antes descritas nos percatamos de que en todos los casos se presentan transformaciones de energía, de una forma a otra y de transferencia de energía de un cuerpo o sistema de cuerpos a otro. Éstas son características propias de esta magnitud física. En efecto, la energía se puede transformar y se puede transferir, aunque la propiedad más importante de la energía es que se conserva.
Si lo reflexionamos, se puede estar de acuerdo en que la energía es una magnitud física que caracteriza un estado del cuerpo o de un sistema de cuerpos y depende de ese estado. Ahora sabemos que la cantidad de energía que posee un cuerpo o sistema puede variar al intercambiar esta energía con otro u otros cuerpos o sistemas.
Con estas nociones sobre el concepto de energía se puede marcar la diferencia entre el uso que se da al término energía en ciencia y el que se le da en el lenguaje cotidiano, en donde algunas veces se usa el término energía con connotaciones muy diferentes a la aceptada en ciencia.
Así, por ejemplo, cuando una persona habla a otra con decisión y firmeza se dice que lo hace con energía; o también, cuando en un grupo de personas que realizan alguna actividad priva un ambiente de optimismo y buena relación se dice que hay "energía positiva" en ese grupo. Estas acepciones cotidianas del término energía no están relacionadas con el concepto científico, en donde se define a la energía como la magnitud fundamental de todo trabajo, considerando que no hay creación de energía, sino transformación de una forma a otra.
Con respecto a la idea de que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma, consideremos el ejemplo de la energía almacenada en un recipiente de gasolina. La podemos consumir en el motor de un automóvil que nos transporta de un lugar a otro; esta energía se ha transferido al automóvil para transportarnos. En este caso podemos medir lo que nos costó el proceso, ya que conocemos la cantidad de combustible utilizado.
Cuando el automóvil se mueve de un lugar a otro, como en este ejemplo donde se ejerce una fuerza y se produce desplazamiento, se dice que se ha realizado un trabajo.
Si quisiéramos que el coche recorriera el doble de la distancia, tendríamos que duplicar la cantidad de gasolina; así, decimos que el trabajo que le costó al motor recorrer esa distancia será proporcional a ella. Entonces, como se mencionó anteriormente:
Trabajo = Fuerza por distancia recorrida.
Cuando la fuerza tiene la misma dirección que el movimiento del objeto, le transmite energía y por lo tanto se realiza trabajo sobre él. Si la fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento, ni se transmite energía, ni se realiza trabajo. Pero, ¿qué sucede cuando la fuerza forma un ángulo agudo con la dirección del movimiento del cuerpo? La fuerza entonces posee dos componentes, una en la dirección del movimiento del cuerpo y otra perpendicular a esta dirección. La componente de la fuerza en la dirección del movimiento es la que realiza trabajo, mientras que la perpendicular no.
Así que podemos decir: el trabajo realizado sobre un cuerpo es igual al producto de la componente de la fuerza a lo largo de la dirección de movimiento multiplicado por la distancia recorrida.
