Resumen de Trabajo, Potencia y Energía.

Resumen de Trabajo, Potencia y Energía.

Trabajo:

Formula: W= F. d

Entendemos por trabajar a cualquier acción que supone un esfuerzo. En Física el concepto de trabajo se aplica exclusivamente a aquellas acciones cuyo efecto inmediato es un movimiento.

Trabajo es la magnitud física que relaciona una fuerza con el desplazamiento que origina.

En el Sistema Internacional de Unidades se mide en Julios (N · m).

Para conseguir que una fuerza realice el máximo trabajo es necesario que la dirección de la fuerza se parezca lo más posible a la dirección del movimiento producido.

Cuando una fuerza origina un movimiento sólo realiza trabajo la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento.

Fuerza de rozamiento y trabajo.- La fuerza de rozamiento no realiza ningún trabajo útil. Sin embargo la expresión matemática del trabajo no distingue entre tipos de fuerzas. Podemos calcular el "trabajo perdido por rozamiento":

POTENCIA:

Si nos fijamos en aquellos aparatos que como una nevera, un secador, una bombilla que consumen energía eléctrica y la transforman para enfriar, calentar, iluminar...,la magnitud física que relaciona la energía eléctrica consumida en una unidad de tiempo se llama potencia. La potencia se aplica a cualquier proceso de transferencia energética. Así por ejemplo también podemos hablar de la potencia de una grúa para elevar una carga, como el trabajo desarrollado por el montacargas en la unidad de tiempo.

Energía:

Presentamos la energía como la capacidad de un cuerpo de modificar su entorno. La palabra "modificar" incluye muchas cosas: iluminar, calentar,....moverse. El trabajo desarrollado por una fuerza es en último término producido por algún tipo de energía. Dicha energía se transforma en trabajo, de ahí que compartan la misma unidad de medida el Julio (J).

Tipos de energías:

Ø  Energía cinética.- depende del movimiento.

Ø  Energía potencial.- depende de la posición de un cuerpo con respecto a un sistema de referencia.

Esta se clasifica en:

(Gravitacional e elástica).

Ø  Energía mecánica.- es la suma de la energía cinética y la energía potencial.

Evaluación:

·         ¿Sabes qué es el trabajo desde el punto de vista científico y qué fuerzas son las que pueden realizar trabajo y cuáles no?

Desde el punto de vista científico el trabajo es lo que se denomina trabajo en física, que es una ciencia. Podríamos decir que está más encuadrado dentro de la mecánica, como rama de la física: "Producto de la fuerza por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forma la una con el otro".

En términos vectoriales, considerando que la fuerza es un vector, con magnitud, dirección y sentido, y el recorrido es un desplazamiento (o una sucesión de ellos) y también el desplazamiento es vectorial, con magnitud, dirección y sentido, el trabajo es el producto escalar de la fuerza por el desplazamiento:

W = trabajo = F • d = F . d . cos α

             donde α es el ángulo entre ellos.

Se deduce que pueden realizar trabajo:

► Las fuerzas NO perpendiculares al desplazamiento (NO ortogonales, o en ángulos distintos a 90º ó 270º)

► Que además originan desplazamiento no nulo (si el cuerpo permanece en reposo y no hay desplazamiento la fuerza no genera trabajo)

► y estas fuerzas pueden ser activas o reactivas, conservativas o no conservativas, o sea que fuera de las anteriores dos condiciones no hay limitaciones para la naturaleza de la fuerza que realiza trabajoç

No existe trabajo cuando:

La fuerza que ejerce un campo magnético B sobre una partícula que se mueve con velocidad v es

fm=qv×B
La fuerza fm es perpendicular a la velocidad v de la partícula. Por lo que, la fuerza ejercida por el campo magnético sobre una partícula cargada no realiza trabajo alguno.

Entonces cualquier fuerza aplicada al cuerpo y que a su vez sea perpendicular al desplazamiento de este realiza un trabajo nulo. Algunos ejemplos en la física son:

1.- Fuerza centrípeta: Fuerza que hace que un cuerpo gire dentro de una circunferencia. Ej: La fuerza de gravedad que hace que giren los satélites, la fricción entre los autos y la autopista en una curva, etc. En todos estos casos la fuerza es perpendicular al desplazamiento.

2.- Fuerza de Lorentz: Es la fuerza que hace que una carga eléctrica gire circularmente en presencia de un campo magnético.

Finalmente de hecho cualquier fuerza que no realiza desplazamiento no realiza trabajo. Ej: Cualquier fuerza de equilibrio.

• ¿Conoces el papel que desempeña la fuerza de rozamiento cuando se realiza un trabajo?

La fuerza de rozamiento no realiza ningún trabajo útil. Sin embargo la expresión matemática del trabajo no distingue entre tipos de fuerzas. Podemos calcular el "trabajo perdido por rozamiento”.

• ¿Sabes utilizar el concepto de energía y el principio de su conservación?

Energía es aquello que es capaz d producir un trabajo.

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

La suma de la energía cinética y potencial de un objeto en caída libre permanece constante en cualquier instante

• ¿Conoces qué relación existe entre el trabajo y la energía?

El trabajo desarrollado por una fuerza es en último término producido por algún tipo de energía. Dicha energía se transforma en trabajo, de ahí que compartan la misma unidad de medida el Julio (J).

• ¿Entiendes el significado del término potencia?

La potencia es directamente proporcional al trabajo e inversamente proporcional al tiempo.