Trabajo y energía

Estándar

Muchas veces escuchamos expresiones como "he tenido mucho trabajo", o "qué trabajo  tan extenuante" ó "mañana tengo que presentar un trabajo de química". En física  el significado de la palabra trabajo se relaciona con la fuerza ejercida sobre un objeto y con el desplazamiento producido por dicha fuerza. Si la dirección de la fuerza  es igual a al fuerza del desplazamiento, la fuerza realizar un trabajo mecánico, en este caso el trabajo se calcula como el producto de la fuerza por el desplazamiento.
el trabajo se calcula mediante la expresión:

Trabajo = fuerza * desplazamiento

En el sistema de medida internacional la unidad en que se expresa el trabajo se llama Julio (J), un (1)Kg de fuerza equivale a una fuerza de 9,8N (Newtons), es decir cuando sostienes en tu mano 1 kilo de sal ejerces una fuerza de 1 kg-f lo que equivale aproximadamente a 10N. si subes el kilo de salm a una altura de 1 metro ejerciendo sobre él una fuerza  de 10N, para esta situación  el trabajo que realizas es:

Trabajo = Fuerza * Desplazamiento
Trabajo =  10 N * 1 m  = 10J

Estos dos conceptos (Trabajo y energía) (2) se encuentran relacionados. Podemos decir que trabajo es todo proceso que implique demanda de energía; entendiéndose como demanda el suministro, consumo o acumulación de energía.
De la misma manera se denomina energía a la capacidad que tienen los cuerpos o partículas para realizar un trabajo.

Ejemplos

Ejemplo1

Si se tiene un cuerpo en una posición A y al trasladarlo hacia una posición B, el trabajo realizado para vencer las fuerzas de rozamiento que se oponen al desplazamiento implica un consumo de energía (realmente lo que ocurre es una transformación de energía); por lo tanto en el punto B el cuerpo tendrá menor cantidad de energía.

Trabajo 1


Todos los procesos que impliquen rozamiento producen una transformación de energía en calor y como éste no se puede aprovechar decimos que se consume energía.
Si tenemos una partícula que se mueve una distancia s=AB bajo la acción de una fuerza constante F, el trabajo realizado se define de la siguiente forma
Trabajo = Fuerza × Distancia
W=F · s
El trabajo hecho por una fuerza es igual al producto del desplazamiento de la partícula por la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento.

Ejemplo 2

Si tenemos un plano inclinado sin rozamiento, al tener un cuerpo en el punto A se le debe suministrar una cierta cantidad de energía para trasladarlo al punto B, en el cual el cuerpo poseerá mayor cantidad de energía. En este caso se ha efectuado una acumulación de energía.

Trabajo 2

Como Fs=F cos θ
W = F s cos θ

Ejemplo 3

Otro caso de acumulación de energía ocurre cuando se comprime un resorte, el cual al estar comprimido contiene la energía suministrada para comprimirlo.

Trabajo 3

Formas de energía

La energía recibe diferentes nombres de acuerdo a la forma como se manifiesta

Tipo de energía Forma en que se manifiesta
Lumínica Luz
Sonora Sonido
Eólica Viento
Mecánica Disponible en un eje
Potencial Posición
Cinética Velocidad
Eléctrica Electricidad
Latente Combustibles

Se denominan transductores a los dispositivos que convierten una forma de energía en otra por ejemplo
Lámpara Eléctrica => Lumínica Micrófono Sonora => Eléctrica Parlante Eléctrica => Sonora Motor Eléctrico Eléctrica => Mecánica

Fuentes

: 1 Contextos naturales 6, editorial Santillana, 2004
2
http://www.textoscientificos.com/fisica/trabajo-energia


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