Trabajo y poder
Veamos, por ejemplo, el caso de un lanzador de peso. Utilizó una fuerza de 1206 N para desplazar el tiro 0,5 m en la dirección del lanzamiento. La fuerza utilizada fue constante. Despreciaremos el desplazamiento vertical del tiro y, por tanto, también su energía potencial. Imaginemos que todo el trabajo se ha utilizado para modificar la energía cinética del tiro. Si sabemos que se realizó un trabajo de 603 J, entonces el cambio de la energía cinética del proyectil en el lugar del lanzamiento fue de 603 J. ¿Cuál era la velocidad vodhod del proyectil de 7,26 kg en el momento del lanzamiento?
La velocidad inicial de la bala en el momento del lanzamiento era de 12,88 m/s, como se deduce de la relación entre el trabajo y el cambio de energía cinética. El aumento de la energía mecánica del tiro equivale únicamente al aumento de su energía cinética, ya que hemos decidido despreciar su energía potencial49.
De esta forma podemos aprovechar el conocimiento de la relación entre energía y trabajo para mejorar nuestra técnica en determinados deportes, especialmente en el atletismo. A partir de la relación entre el impulso de la fuerza y el momento sabemos que para mejorar la técnica y, por lo tanto, para aumentar la velocidad de un proyectil necesitamos utilizar la mayor fuerza posible durante el mayor tiempo posible. Según la relación entre el trabajo y la energía, la velocidad se maximiza con la mayor fuerza posible actuando a lo largo de la mayor distancia posible.
Trabajo realizado
Introducción a PS3.Cde Un Marco para la Enseñanza de las Ciencias K-12: Prácticas, conceptos transversales e ideas básicas (páginas 126-127)Cuando dos objetos interactúan, cada uno ejerce una fuerza sobre el otro. Estas fuerzas pueden transferir energía entre los objetos. Las fuerzas entre dos objetos a distancia se explican por los campos de fuerza (gravitatoria, eléctrica o magnética) que existen entre ellos. Las fuerzas de contacto entre objetos que colisionan pueden modelarse a nivel microscópico como debidas a campos de fuerza electromagnéticos entre las partículas de la superficie. Cuando dos objetos que interactúan mediante un campo de fuerza cambian su posición relativa, la energía del campo de fuerza entre ellos cambia. Para cualquier par de objetos de este tipo, la fuerza sobre cada objeto actúa en la dirección tal que el movimiento de ese objeto en esa dirección reduciría la energía en el campo de fuerza entre los dos objetos. Sin embargo, el movimiento previo y otras fuerzas también afectan a la dirección real del movimiento. Los patrones de movimiento, como un peso que se balancea sobre un muelle o un péndulo que se balancea, pueden entenderse en términos de fuerzas en cada instante o en términos de transformación de energía entre el movimiento y una o más formas de energía almacenada. Las colisiones elásticas entre dos objetos pueden modelizarse a escala macroscópica utilizando la conservación de la energía sin tener que examinar las fuerzas microscópicas detalladas.
Energía potencial y trabajo
Las magnitudes físicas trabajo, energía y fuerza son conocidas por todos, pero sólo unos pocos conocen la relación entre ellas. La lectura siguiente ayudará a conocer el trabajo, la energía y la fuerza y su relación entre ellos.
Respuesta: El trabajo es una relación interdependiente que existe entre la fuerza y el desplazamiento. Al mismo tiempo, la energía es el resultado del trabajo realizado. La energía es una cantidad escalar, mientras que el trabajo necesita tanto la magnitud como la dirección para definirse.
Las fuerzas de contacto y sin contacto son los dos tipos principales de fuerzas. Como su nombre indica, las fuerzas de contacto son las que actúan sobre un objeto sólo por contacto físico. La fricción es un ejemplo de fuerzas de contacto. Las fuerzas sin contacto son las que actúan sin ningún contacto físico. El magnetismo es una fuerza sin contacto.
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Introducción al trabajo y la energía
El trabajo es la medida de la fuerza sobre un objeto que vence a una fuerza de resistencia (como la fricción o la gravedad) multiplicada por la distancia que se mueve el objeto. Si no hay distancia, no hay trabajo, sea cual sea el esfuerzo.
Cuando se acelera un objeto, se modifica su velocidad y, por tanto, su KE. Al acelerar el objeto durante un periodo de tiempo, estás moviendo el objeto una cierta distancia, mientras cambias su velocidad. Por lo tanto, se realiza un trabajo contra la inercia.
Algunas fuerzas resistivas, como la gravedad y la tensión de los muelles, actúan continuamente sobre un objeto, de manera que éste tiene un potencial de movimiento desde su posición actual. Esto se denomina energía potencial (EP).
Cuando se aplica una fuerza suficiente sobre un objeto para superar una fuerza resistiva, de manera que se mueve ese objeto, se está realizando un trabajo sobre ese objeto. Existe una relación entre ese trabajo y la energía mecánica.