Trabajo y Energía teoría

Trabajo y Energía

 

Definición de Trabajo y Energía

La Energía es la propiedad que tienen los cuerpos que les permite realizar transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos. Su unidad en el Sistema Internacional es el Julio (J).

Existen distintas formas de energía:

  • Mecánica (cinética, potencial, elástica)
  • Eléctrica
  • Nuclear
  • Térmica
  • Química
  • Radiante

En Física no tiene nada que ver el esfuerzo físico con el trabajo. Realizar un trabajo en Física implica aplicar una fuerza sobre un cuerpo y desplazarlo. Como consecuencia de esta acción, el trabajo es un modo de transferir energía de un cuerpo a otro.

El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en Julios o joules (J) en el Sistema Internacional.

 

Energía cinética

Es la energía que tienen los cuerpos debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo que posee una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.

Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.

 

Energía potencial

Es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede presentarse como:

  • Potencial gravitatoria
  • Potencial electrostática
  • Potencial elástica

 

Energía mecánica

Es la energía que adquiere un cuerpo cuando se realiza un trabajo sobre él a una determinada altura. Es decir, es la suma de las energías cinética y potencial.

Resulta imposible observar la energía mecánica de un objeto. Sin embargo, podemos estudiar la energía mecánica cuando se transforma de una forma a otra o cuando se transfiere de un lugar a otro.

Cuando un cuerpo cae, lo que pierde en energía potencial lo gana en energía cinética, pero la suma de las energías cinéticas y potencial se mantiene constante. Esto solamente ocurre en ausencia de rozamiento. Si hay rozamiento, parte de la energía mecánica se disipa caloríficamente.

 

Degradación de la energía

La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. En cualquier proceso, la cantidad total de energía del universo se mantiene constante. Ahora bien, la calidad de esta energía disminuye. Esto quiere decir que después de cada transformación la energía resulta menos aprovechable para realizar nuevas tranformaciones: la energía se degrada.

Es un hecho que unas formas de energía son más aprovechables que otras. Por ejemplo, la energía cinética es de gran calidad, ya que puede transformarse en energía mecánica, en energía radiante o en energía térmica.

Por el contrario, la energía térmica es una energía de baja calidad. Aparece en todas las transformaciones energéticas, pero con poca o nula capacidad para realizar nuevas transformaciones y producir cambios útiles en los cuerpos. Por eso, decimos que el calor es una forma de energía degradada.



 

FORMULARIO RESUMEN:

Trabajo

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Siendo φ el ángulo formado por F y s



 

Si la fuerza es variable y/o la trayectoria no es rectilínea

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Potencia

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Energía cinética

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Energía potencial gravitatoria

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Energía potencial elástica

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Energía mecánica

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Energía mecánica en ausencia de rozamiento

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Variación de la Energía mecánica en presencia de rozamiento

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Siendo WFr el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento



 

Teorema de las fuerzas vivas

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Impulso de una fuerza, que actúa durante un tiempo t sobre un cuerpo

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Principio de conservación de la Energía Mecánica

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