Panorama general

El Trabajo es una de las formas de transferencia de energía entre los cuerpos. Para realizar un trabajo es preciso ejercer una fuerza sobre un cuerpo y que éste se desplace.

El trabajo, W, depende del valor de la fuerza, F, aplicada sobre el cuerpo, del desplazamiento, Δx y del coseno del angulo α que forman la fuerza y el desplazamiento.

W= F .Δx . cos α  

El trabajo, se mide en julios (J) en el SI, la fuerza en newtons (N) y el desplazamiento en metros (m).

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

La energía no es la causa de los cambios.

Las causas de los cambios son las interacciones y, su consecuencia, las transferencias de energía(trabajo).

Otra forma de interpretar el trabajo realizado por una fuerza, es decir que es el producto escalar entre los vectores Fuerza (F) y desplazamiento (Δx).

El producto escalar se define como el producto del módulo (valor) de los vectores y el ángulo comprendido entre ellos:

V . W = |V| . |W| . cos α 

Por lo tanto, el trabajo realizado por una fuerza se define como: 

W = |F| . |Δx| . cos α

Potencia

La Potencia es una magnitud que nos relaciona el trabajo realizado con el tiempo empleado en hacerlo.

P= w/t= F . V

Si una máquina realiza un trabajo, no sólo importa la cantidad de energía que produce, sino también el tiempo que tarda en hacerlo. Por ejemplo, decimos que un coche es más potente si es capaz de pasar de 0 a 100 Km/h en un menor tiempo.

La potencia se mide en vatios (W) en el SI, el trabajo en julios (J) y el tiempo en segundos (s). También se puede medir en caballos de potencia (Hp) y el equivalente con el vatio es:

1HP = 746 W

Ec-Ep

La energía cinética

La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento. Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v).

Ec= ½ . m . V2

La energía cinética se mide en julios (J), la masa en kilogramos (Kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s).

La energía cinética es un tipo de energía mecánica.

Energía potencial

Es la energía que tienen los cuerpos por ocupar una determinada posición. Podemos hablar de energía potencial gravitatoria y de energía potencial elástica.

La energía potencial gravitatoria es la energía que tiene un cuerpo por estar situado a una cierta altura sobre la superficie terrestre. Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).

Ep= m . g . h

La energía potencial se mide en julios (J), la masa en kilogramos (Kg), la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s²) y la altura en metros (m).



Energía potencial gravitotoria

Es el trabajo realizado por la fuerza de gravedad

Epg = ∫ F.dY = ∫ m. g . dY = m . g . y + Epgi

Generalmente denominamos un cambio de altura con "h"

Epg= m . g . h + Epi

Energía potencial elástica

Es la energía almacenada en un resorte

Epe= ∫ F.dX = ∫K . X . dX = 1/2 . K . x^{2                    (K: c.te proporcional elástica)}

Epe: 1/2 . K . x²