Qué es el poder
El concepto de trabajo en física está mucho más definido que el uso común de la palabra. El trabajo se realiza sobre un objeto cuando una fuerza aplicada lo hace recorrer una distancia. En nuestro lenguaje cotidiano, el trabajo se relaciona con el gasto de esfuerzo muscular, pero no es así en el lenguaje de la física. Una persona que sostiene un objeto pesado no realiza ningún trabajo físico porque la fuerza no está moviendo el objeto a través de una distancia. El trabajo, según la definición de la física, se realiza mientras se levanta el objeto pesado, pero no mientras el objeto está inmóvil. Otro ejemplo de ausencia de trabajo es una masa en el extremo de una cuerda que gira en un círculo horizontal sobre una superficie sin fricción. La fuerza centrípeta se dirige hacia el centro del círculo y, por lo tanto, no está moviendo el objeto a través de una distancia; es decir, la fuerza no está en la dirección del movimiento del objeto. (Sin embargo, se realizó trabajo para poner la masa en movimiento). Matemáticamente, el trabajo es W = F – x, donde F es la fuerza aplicada y x es la distancia movida, es decir, el desplazamiento. El trabajo es un escalar. La unidad del SI para el trabajo es el joule (J), que es el newton-metro o kg m/s 2.
Energía potencial
El trabajo se realiza cuando una fuerza produce movimiento. Y para realizar un trabajo se necesita energía. Esta energía la obtenemos de los alimentos que ingerimos y si el trabajo lo realiza una máquina, entonces la energía la suministran los combustibles o la electricidad. Este artículo trata el resumen de Trabajo, Potencia y Energía, su mecanismo, las fórmulas y cómo se relacionan entre sí de una forma cruda que no sólo aclara tus conceptos sino que te ayuda en tu preparación y en la resolución de problemas.
Siempre que una fuerza hace que un cuerpo se mueva, se dice que se realiza un trabajo. Pero para realizar un trabajo se necesita energía. Cuando el trabajo lo realizan los seres humanos, las máquinas o los animales, obtienen la energía de los alimentos que ingieren, y si el trabajo se realiza a través de las máquinas, la energía la suministran los combustibles o la electricidad. Por lo tanto, podemos decir que cuando se realiza un trabajo se consume la misma cantidad de energía. Este artículo trata del resumen del trabajo, la potencia y la energía, su mecanismo, las fórmulas y cómo se relacionan entre sí de una forma esencial que no sólo aclara tus conceptos sino que también te ayuda en tu preparación y en la resolución de problemas.
Trabajo y energía cinética
¿Qué ocurre con el trabajo realizado en un sistema? La energía se transfiere al sistema, pero ¿en qué forma? ¿Permanece en el sistema o se desplaza? Las respuestas dependen de la situación. Por ejemplo, si el cortacésped del capítulo 7.1, figura 1(a), se empuja con la suficiente fuerza para que siga avanzando a una velocidad constante, la energía introducida en el cortacésped por la persona se elimina continuamente por la fricción y, finalmente, sale del sistema en forma de transferencia de calor. En cambio, el trabajo realizado en el maletín por la persona que lo sube por las escaleras en el Capítulo 7.1 Figura 1(d) se almacena en el sistema maletín-Tierra y puede recuperarse en cualquier momento, como se muestra en el Capítulo 7.1 Figura 1(e). De hecho, la construcción de las pirámides en el antiguo Egipto es un ejemplo de almacenamiento de energía en un sistema al realizar un trabajo sobre el mismo. Parte de la energía impartida a los bloques de piedra al levantarlos durante la construcción de las pirámides permanece en el sistema piedra-Tierra y tiene el potencial de realizar trabajo.
En esta sección iniciamos el estudio de los distintos tipos de trabajo y formas de energía. Descubriremos que algunos tipos de trabajo dejan constante la energía de un sistema, por ejemplo, mientras que otros cambian el sistema de alguna manera, por ejemplo, haciéndolo moverse. También desarrollaremos definiciones de formas importantes de energía, como la energía del movimiento.
Trabajo y energía
Ejemplo: Cuando pateamos un balón de fútbol en el suelo, la fuerza de nuestra patada mueve el balón. En este caso, la dirección de la fuerza aplicada y el movimiento del balón son iguales, por lo que el trabajo realizado es positivo. Pero cuando el balón de fútbol se ralentiza debido a la fuerza de fricción que actúa en una dirección opuesta a la del movimiento del balón, el trabajo realizado es negativo.
→ Si un objeto de masa “m” que se mueve con velocidad uniforme “u”, se desplaza a través de una distancia “s”. Sobre él actúa una fuerza constante ‘f’ en la dirección del desplazamiento. Su velocidad cambia de “u” a “v”.
(i) Una piedra a cierta altura tiene toda la energía potencial. Pero cuando empieza a moverse hacia abajo, la energía potencial de la piedra va disminuyendo a medida que la altura va disminuyendo, pero su energía cinética va aumentando a medida que la velocidad de la piedra va aumentando.