Trabajo y Energía

Una fuerza es un “empuje” que se caracteriza por medio de una magnitud, dirección y punto de aplicación. FUERZA: Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia. TRABAJO: Se denomina energía a la capacidad de un sistema físico para realizar un trabajo. ENERGÍA:

Trabajo realizado por una fuerza constante θ θ m m Δr x1 x2 Trabajo= (fuerza) x (distancia) “El trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro.”

Así trabajo mecánico W realizado por la fuerza constante F al desplazarse una distancia dada por el vector Δr como: [unidad de trabajo mecánico] =[unidad de fuerza]x[unidad de distancia] N m = J

Si el trabajo realizado por una fuerza es positivo, decimos que la fuerza realiza trabajo sobre el cuerpo. Si el trabajo realizado por una fuerza resulta ser negativo, se dice que se realiza trabajo contra la fuerza Cuando la fuerza aplicada es perpendicular el desplazamiento Δr el trabajo realizado es cero F F Δr W = F·Δr = 0

Trabajo realizado por una fuerza variable F(x1) F(x2) F(x3) x1 x2 x3

acción de la fuerza F(x) variable en el mismo sentido del movimiento   acción de la fuerza F(x) variable en el mismo sentido del movimiento                                                                                        

ENERGÍA CINETICA < Ec > Ec La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee.

“El trabajo realizado por una fuerza que actúa sobre un cuerpo, al experimentar cierto desplazamiento, se transforma en el cambio de la energía cinética” “Energía es la capacidad que tiene dicho cuerpo para realizar trabajo mecánico”

Teorema de la energía cinética Llegamos a: Teorema de la energía cinética

Energía potencial gravitacional Es la energía debida a la posición de una masa m en un campo gravitatorio o eléctrico. Y es un tipo de energía que mide la capacidad que tiene un sistema físico para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema. Los carros de una montaña rusa alcanzan su máxima energía potencial gravitacional en la parte más alta del recorrido. Al descender, ésta es convertida en energía cinética, la que llega a ser máxima en el fondo de la trayectoria (y la energía potencial mínima).

Potencia Potencia es la relación del trabajo desarrollado con respecto al tiempo (rapidez con que se realiza un trabajo): La unidad de potencia es el watt (W ) y equivale a 1J/s y 1 J/s ≡ 1.34 x 10-3 HP 1 J ≡ 0.278 x 10-6 kWh

P = Fv Potencia y velocidad Cuando una fuerza se desplaza, en general realiza un trabajo, el desplazamiento de la fuerza ocurre en cierto intervalo de tiempo: Y el trabajo por unidad de tiempo es: Esta ecuación nos da la velocidad del cuerpo: P = Fv