Última actualización: 2026-06-16

Energía relativista

La energía relativista es la energía que transporta un objeto cuando se tiene en cuenta la relatividad especial. A diferencia de la imagen newtoniana, donde la energía es puramente cinética y la masa es una mera etiqueta inerte, la relatividad liga la energía y la masa a través de la velocidad de la luz $c \approx 3 \times 10^8\ \text{m/s}$. Incluso un objeto inmóvil tiene energía encerrada en su masa, y un objeto en movimiento gana energía que crece sin límite a medida que su velocidad se acerca a $c$.

Esta calculadora toma una masa en reposo $m_0$ y una velocidad $v$, y devuelve el factor de Lorentz $\gamma$, la energía en reposo $E_0$, la energía total $E$ y la energía cinética relativista $K$.

Cómo funciona

La piedra angular es la relación $E = \gamma m_0 c^2$, donde el factor de Lorentz $\gamma = 1/\sqrt{1 - v^2/c^2}$ recoge con qué intensidad se acumulan los efectos relativistas con la velocidad. Cuando el objeto está en reposo, $\gamma = 1$ y la energía se reduce a la energía en reposo $E_0 = m_0 c^2$: la famosa equivalencia masa-energía. La energía adicional que transporta un objeto en movimiento por encima de su energía en reposo es la energía cinética relativista $K = (\gamma - 1)m_0 c^2$.

A velocidades cotidianas $\gamma$ apenas supera la unidad, así que la energía cinética coincide con la newtoniana $\tfrac{1}{2}m_0 v^2$. A medida que $v$ crece hacia $c$, $\gamma$ diverge y la energía total se dispara, razón por la cual ningún objeto masivo puede acelerarse hasta la velocidad de la luz.

Fórmula

Cuando $v \to 0$, $\gamma \to 1$, $K \to 0$ y $E \to E_0$. Cuando $v \to c$, $\gamma \to \infty$ y $E \to \infty$.

Ejemplo resuelto

Un objeto de 1 kg se mueve a v = 0.8c.

Paso 1 — Factor de Lorentz:

Paso 2 — Energía en reposo:

Paso 3 — Energía total:

Paso 4 — Energía cinética:

Introduce estos valores en la calculadora para reproducir el resultado.

Energía a distintas velocidades

Relevancia en el mundo real

Los aceleradores de partículas están construidos en torno a la energía relativista. Los protones de un gran colisionador se impulsan hasta una fracción de un por ciento de la velocidad de la luz, donde su energía total es miles de veces su energía en reposo. La energía en reposo de las partículas subatómicas se expresa habitualmente en electronvoltios —la energía en reposo de un electrón es de unos 0.511 MeV— y la conservación de la energía relativista total gobierna cómo se crean y se destruyen las partículas en las colisiones.

Limitación: esta calculadora solo cubre la relatividad especial

Las fórmulas que se emplean aquí describen un objeto libre en un espacio-tiempo plano, con la masa tratada como la masa en reposo invariante. No incluyen la energía potencial, la energía de enlace ni los efectos de curvatura de la relatividad general cerca de cuerpos muy masivos. Para la cinemática y la física de partículas en sistemas de referencia inerciales, el resultado de la relatividad especial es suficiente.