Estas notas están destinadas a permitir a todas las personas con un conocimiento físico pobre - y que van a leer las notas sobre el LLLB láser (haz láser de bajo nivel) aplicado a los tratamientos médicos LLLT (Low Level Laser Treatment) - para adquirir una noción mínima de la Físicas involucradas en el proceso.
Por lo tanto, es bueno hablar de manera adecuada de la potencia térmica, la producción de luz, la duración del tratamiento con LLLT y la dosis.

NOCIÓN DE "TRABAJO" Con la ayuda de esta figura, os explico qué es el trabajo (también conocido como "energía") por un ejemplo de un cálculo hecho descuidando las fricciones y la eficiencia. Tenemos aquí un polipasto con el que queremos levantar dos metros un peso de 1000 Kg.

Figure 1

Para elevar el peso de 2 metros como se indica en la figura se debe emplear mínimo una fuerza de 1000 kg para ganar la gravedad. Usando tales unidades de medida decimos que la energía mecánica requerida mínima ideal es igual o mayor de 2000 kgm. Así que definimos el 'TRABAJO', también conocido como 'energía'.

TRABAJO: EN ESTE CASO DEFINIMOS EL 'TRABAJO' [L], QUE ES LA ENERGÍA NECESARIA, COMO PRODUCTO DE FUERZA USADA [F] Y DESPLAZAMIENTO [S] CONTRA GRAVIDAD

L = F x S

En resumen, hasta ahora se han definido las siguientes variables:

FUERZA F = 1000 kg en nuestro caso es levantar 1000 kg
DESPLAZAMIENTO S = 2m en nuestro caso, es decir 2 metros
TRABAJO L = 2000 [kgm]. En nuestro caso el trabajo es 1000kg x 2m

Veremos las unidades finales que se utilizan en varios sistemas y sus equivalentes convencionales. Sobre el tiempo para levantar el peso encima, está claro que podemos emplear tiempos diferentes. Si por ejemplo queremos pasar 60 segundos o 30 segundos o 10 segundos, ¿qué cambia? Parece obvio que debe cambiar la velocidad, y por lo tanto la potencia requerida del complejo motor-reductor del torno.
La velocidad de elevación y la potencia requerida son inversamente proporcionales al tiempo que queremos utilizar para la operación de elevación. Es decir. Un menor tiempo de elevación corresponde a una mayor velocidad de elevación y luego a una mayor potencia requerida.

VELOCIDAD:
La velocidad media V es la relación del espacio S y el tiempo T requerido para pisarlo. Tenemos la experiencia de cuando manejamos un coche o una motocicleta.

V = S / T

Si por ejemplo fuimos en coche de Milán a Roma y hemos empleado seis horas a lo largo de 700 Km, nuestra velocidad media fue:

Vm = 700/6 que es de unos 117 km/h

POTENCIA
Tomando un cálculo elemental de la potencia requerida para levantar nuestro peso de 1000 Kg, si queremos realizar el trabajo anterior en 10 segundos, en nuestro caso la potencia necesaria es aproximadamente

W = 200 Kgm/s (2000/10)

Con una velocidad de elevación media de

V = 2/10 = 0,2 metros por segundo.

ENTONCES LA POTENCIA [W] SE DEFINE COMO RELACIÓN ENTRE EL TRABAJO (en este caso la energía mecánica requerida para levantar el peso) Y EL TIEMPO REQUERIDO PARA REALIZARLO. Obviamente, la potencia es inversamente proporcional a la velocidad de elevación, o el tiempo que se tarda en levantar la misma.

W = L / T

La potencia requerida es la relación entre la energía necesaria L y el tiempo T gastado, por lo tanto también se puede escribir como un producto de la fuerza F por la velocidad de elevación:

W = (F x S) / T de hecho W = F x (S / T) y por lo tanto W = F x V

HEMOS DEFINIDO LAS SIGUIENTES CANTIDADES

1. DESPLAZAMIENTO S = 2m
2. TIEMPO REQUERIDO T = 10s
3. FUERZA DE ELEVACIÓN F = 1000kg  
4. ENERGÍA (TRABAJO) L = 2000kgm en nuestro caso el trabajo es 1000kg x 2m
5. VELOCIDAD MEDIA DE ELEVACIÓN V = S / T (0,2 m / s o veinte centímetros por segundo)
6. POTENCIA ( F V )     W= 200 kgm /s  (mínima ideal sin tenr en cuenta fricciones, y acceleración de arranque)

TIPOS DE ENERGÍA

El dispositivo del ejemplo mostrado superior transforma la energía ELÉCTRICA en MECÁNICA, es decir, para levantar el peso. La energía se presenta así en diferentes formas principales. Dependiendo de cómo se manifieste como MECÁNICA, ELÉCTRICA, TÉRMICA, QUÍMICA, y desde el siglo XX también la energía atómica.
TODAS LAS FORMAS DE ENERGÍA SE PUEDEN TRANFORMAR A OTRA, de MUCHAS MANERAS. Permítanme ofrecer algunos ejemplos simples:

1. La energía eólica (energía del vientolica) es una forma de energía mecánica a su vez generada por la combinación de otros tipos de energía. Se puede transformar en electricidad a través de turbinas eólicas.
2. La energía hidroeléctrica es un tipo de energía análoga, pero mucho más conspicua.
3. La energía solar (energía de la luz solar), en términos generales, es una forma de energía térmica y luminosa juntas, porque compuesta de radiación electromagnética de diferentes longitudes de onda. GENERA TODOS LOS FENÓMENOS QUÍMICOS Y ENERGETICOS REQUERIDOS A LA VIDA EN LA TIERRA. Se puede transformar al calor mediante el uso del INTERCAMBIADOR DE CALOR SOLAR, o a la energía eléctrica CON LOS PANELES SOLARES VOLTAICOS.
4. Energía de los combustibles fósiles. Se obtiene por la reacción química entre el combustible y el contenido de oxígeno en el aire (oxidante). Recuerde que a su vez los combustibles fueron generados a partir de materias vegetales y animales y a lo largo de las edades geológicas, por lo tanto por una combinación de energía química, mecánica y térmica, y almacenados en la corteza terrestre. Los combustibles fósiles se extraen y también se utilizan para la generación directa de calor o de otros tipos de energía derivados.
5. Energía Química que SENDE DE REACCIONES QUÍMICAS, Y QUE POR EJEMPLO en pilas de combustible u otros tipos de baterías usadas para generar electricidad. Estrictamente hablando también la combustión es un tipo de energía química, resultante de la oxidación de elementos combustibles.
6. La energía nuclear (energía atómica) es una forma de energía que resulta de profundas modificaciones de la estructura de la materia, porque es derivada por fisión o fusión de los núcleos de átomos de elementos químicos particulares.

ENERGÍA POTENCIAL
Volviendo con referencia al ejemplo de la figura 1, después de elevar el peso de 2 m, hemos transformado la energía eléctrica en energía mecánica potencial.
En física, la energía potencial almacenada en un objeto es la energía que posee debido a su posición o su orientación con respecto a un campo de fuerzas (en el caso del ejemplo es la fuerza conservadora que actúa sobre el peso debido a la gravedad) .
De manera más general, independientemente de las definiciones físicas de la ortodoxia, se puede pensar la energía potencial como capacidad de un objeto (o sistema) para transformar su propia energía en otra forma de energía.

RENDIMIENTO O EFICIENCIA ENERGÉTICA
La ENERGÍA en todos los procesos no se convierte en energía útil para el propósito para el cual se produce la transformación, pero una parte de ella se pierde para siempre y no es útil. En cada transformación podemos medir el rendimiento de la TRANSFORMACIÓN ( EFICIENCIA). Tomando el ejemplo del cabrestante en la imagen, vamos a poner algunos números:

Input = 2250kgm	Trasformación	Energía util =2000 kgm
	Energía perdida 250= kgm

En este caso hemos asumido que la energía perdida debido a la fricción en el acoplamiento, la eficacia del motor, y otros factores es 11% de la entrada y se pierde como calor.
En tal caso, el RENDIMIENTO (o eficiencia) es la relación entre la energía útil y la energía total suministrada. En este caso es 2000/2250 = 0,89 (en porcentaje 89%)

NOTA: en el caso práctico se debería tener en cuenta de que para iniciar la subida hay una acceleración, entonces la potencia del motor debería ser mayor en función de la velocidad media requerida.

EJEMPLO: un módulo láser de estado sólido recibe energía eléctrica entrante y emite un haz de energía polarizada electromagnética (luz polarizada). Incluso en este caso, la potencia de la luz polarizada del rayo es menor que la potencia eléctrica de entrada, y luego una parte de la energía va a calentar el propio módulo y se pierde en el ambiente

UNIDADES DE MEDICIÓN DE CANTIDADES
Las unidades de medida de las cantidades deben ser tales que hagan consistentes y medibles todos los tipos de transformación de energía. Lo básico del sistema son las unidades de medida de las variables fundamentales, incluidas las utilizadas para medir el espacio, el tiempo y la fuerza, de las que derivan todas las demás.

Un sistema de unidades de cantidades físicas debe ser consistente, es decir, sus cantidades derivadas deben obtenerse mediante el procesamiento de las magnitudes físicas fundamentales.

Hay varios sistemas de medición. Por ejemplo, en la Europa continental estamos acostumbrados a usar el sistema métrico y se sabe comúnmente que la fuerza se mide en Kg, el espacio en metros y el tiempo en segundos, minutos y horas; En los países anglosajones para el tiempo la medida es la misma, mientras que para el resto sigue siendo en uso en su lugar el sistema imperial, es decir, libras, pies, pulgadas. ( lbs, feet, inch)
Se despierta entonces la necesidad de tener un sistema unificado de unidades de referencia, y con el tiempo se ha llegado al SISTEMA INTERNACIONAL, que se utiliza principalmente para fines científicos y técnicos.
Por supuesto uno todavía puede utilizar sus propias unidades, así que se utilizan los factores de conversión para expresar las unidades de medidas de otros sistemas. Para tener una idea completa de todas las unidades existentes podemos ver en wikipedia u otros sitios. Damos aquí una tabla de conversión de las únicas unidades de magnitudes ESPACIO FUERZA ENERGÍA y sus derivadas.

FUERZA	Newton	Kg Force	Pound force
1 Newton	1,00	1 / 9,81	1/ 4,48
1 Kg Fuerza	9,807	1,00	2,24
1 libra fuerza	4,48	0,454	1,00
LONGITUD	meter	Centimeter	Millimeter	Foot	Inch
1 Metro	1	100	1000	3,28	39,37
1 Centimetro	0,010	1	10	0,0328	0,3937
1 Foot	0,3048	30,48	304,8	1	12
1 Inch	0,0254	2,54	25,4	0,0833	1
ENERGÍA	Kgfxm	Kcal	British Thermal Unit (BTU)	Kwh	JOULE (J)	N x m
1 Kgf x m	1	0,0023	0,0093	1/367092	9,807	9,807
1 Kcal	426,93	1	3,97	0,0012	4,1868K	4186,8K
1 BTU	107,58	0,252	1	0,00029	1,0551K	1055,1K
1 Kwh	367092	859,8	3412,14	1	3600 K	3600K
1 JOULE (J)	0,102	0,00024	0,00095	1/3600K	1	1
1 Newton x m	0,102	0,00024	0,00095	1/3600K	1	1

Se escribe por exemplo l = 10m para indicar una longitud de 10 metros
Las cantidades derivadas que nos interesan especialmente son:

EJEMPLO DE APPLICACIÓN: Cuando escribimos una fórmula o cualquier relación con ciertos símbolos, para comprobar si es correcta tenemos que hacer el análisis dimensional.

Por ejemplo, calculemos la velocidad media V del flujo de un líquido incompresible en un tubo de diámetro D, conociendo el caudal másico Q y el peso específico del propio fluido. Tenemos que comprobar de inmediato que nuestra relación para calcular la velocidad V da el resultado en metros por segundo

Para comprobar si la fórmula es correcta vamos a poner las siguientes dimensiones para las variables involucradas y luego usar el análisis dimensional

Flujo en peso Q = [kg / s] (Kilogramos por segundo)
Gravedad Específica γ = [Kg m-3] (Kilogramos por metro cúbico)
Diámetro del conducto D = [m] (diámetro en metros)

Sustituyendo en las fórmulas anteriores los símbolos de las unidades de medida a las de magnitudes, y dejando por supuesto los números 4 y π que no tienen unidad de medida, se habrá

Los símbolos kg en el numerador y el denominador se eliden, mientras que la relación de m en cubo y m cuadrado da m, entonces la fórmula, si las constantes adimensionales se atribuye al valor correcto, es exacta. .

Parece claro que si el resultado no era [m / s], la fórmula sería errónea o si la unidad de medida de las variables no fuera homogénea, el resultado del cálculo sería también incorrecto, a menos que no se tenga un coeficiente de conversión oportuno..
No podemos, por ejemplo, expresar el diámetro en centímetros, ni el peso específico de las libras por pulgada cúbica, ni el flujo en toneladas por hora.
Las unidades de medida deben ser todas coherentes con la unidad que se desea para el resultado de la fórmula, en este caso [m / s].

Revisión 1 - 10 de marzo de, 2017