TRABAJO Y ENERGIA

Por: Martin Alvarado

TRABAJO ES CUANDO AL APLICAR UNA FUERZA A UN OBJETO ESTE SE MUEVE. EL TRABAJO SE PUEDE DEFINIR DE MANERA EXPLICITA Y CUANTITATIVA CUANDO:1.- exista una fuerza aplicada

2.- dicha fuerza debe actuar a través de cierta distancia llamada desplazamiento

3.- la fuerza debe actuar a través de cierta distancia llamada desplazamiento.

4.- la fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento y por lo tanto se puede expresar de la siguiente manera: “el trabajo es una cantidad escalar igual al producto de las magnitudes del desplazamiento y de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento, por lo que la expresión matemática del trabajo queda expresada:

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Trabajo= componente de fuerza * desplazamiento

T=Fx*d

Trabajo Resultante

Es cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo en movimiento y por lo tanto el trabajo resultante, neto o total es la suma algebraica de los trabajos realizados por cada fuerza individual.

ENERGIA La energía es algo que se puede convertir en trabajo. En mecánica existen 2 tipos: energía

cinética (Ek o Ec) y energía potencial (EP).

La energía cinética se puede definir a groso modo como la cantidad de energía que

adquiere un cuerpo en virtud de su movimiento. Algunos ejemplos pueden ser: un

automóvil en marcha, una bala en movimiento, un volante que gira, etc.

La energía potencial es la que tiene un sistema en virtud de su posición o condición. Algunos

ejemplos son: un objeto que ha sido levantado, un resorte comprimido, una liga estirada, etc.

ENERGIA CINETICA

Es la capacidad de realizar y obtener un trabajo como resultado del movimiento de un cuerpo. Considérese un bloque con una velocidad inicial Vi y que la fuerza f actúa a través de la distancias d, haciendo que la velocidad aumente hasta un valor Vf. Si el cuerpo tiene una masa m, la segunda ley de Newton nos dice que ganará velocidad o aceleración en una propiedad dada por:

Aceleración= fuerza/masa Hasta que alcance la velocidad

final: 2ad= Vf2-Vi2 (doble producto de la

aceleración por la distancia = velocidad final al cuadrado menos la velocidad inicial al cuadrado)

Esta ecuación tiene 2 términos, el del lado izquierdo representa el trabajo realizado sobre la masa y el lado derecho es el cambio registrado en la energía cinética como resultado de este trabajo. Por lo tanto, se puede definir a la energía cinética como:

Ek= 1/2mV2 (energía cinética= ½ de la velocidad al cuadrado.

ENNERGIA POTENCIAL La energía potencial es la energía que posee un sistema en

virtud de su posición o condiciones, para que exista energía potencial es necesario que el cuerpo se eleve con una determinada altura, entonces, el trabajo realizado por el sistema es igual a:

T=wh (trabajo es igual a peso *altura) T= mgh (trabajo es igual a masa*gravedad*altura) Esta cantidad de trabajo también será realizada por el

cuerpo después que a caído una distancia h, por lo que tiene una energía potencial igual en magnitud al trabajo externo realizado para levantarlo; por lo tanto, la energía potencial queda expresada de la siguiente manera:

EP= wh= mgh Donde w y m son el peso y la masa de un objeto situado a

una distancia h sobre un punto de referencia. Debido a esto, es de suma importancia notar que la capacidad para realizar un trabajo (EP) depende de la altura en base a los puntos de referencia que se determinen.

Tec Mérida

ENERGIA FISICA En física clásica, la ley universal de conservación de la energía —que es

el fundamento del primer principio de la termodinámica—, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo. Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la suma de la energía mecánica, la energía calorífica, la energía electromagnética, y otros tipos de energía potencial es un número constante. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica en función del movimiento de la materia, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella, la energía térmica según el estado termodinámico, y la energía química según la composición química.

Mecánica cuántica Sin embargo, debe tenerse en cuenta que según la teoría de la

relatividad la energía definida según la mecánica clásica no se conserva constante, sino que lo que se conserva en es la masa-energía equivalente. Es decir, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, poseen una energía adicional equivalente a , y si se considera el principio de conservación de la energía esta energía debe ser tomada en cuenta para obtener una ley de conservación (naturalmente en contrapartida la masa no se conserva en relatividad, sino que la única posibilidad para una ley de conservación es contabilizar juntas la energía asociada a la masa y el resto de formas de energía).

ENERGÍA EN DIVERSOS TIPOS DE SISTEMAS FÍSICOS

La energía también es una magnitud física que se presenta bajo diversas formas, está involucrada en todos los procesos de cambio de estado físico, se transforma y se transmite, depende del sistema de referencia y fijado éste se conserva.1 Por lo tanto, todo cuerpo es capaz de poseer energía en función de su movimiento, posición, temperatura, masa, composición química, y otras propiedades. En las diversas disciplinas de la física y la ciencia, se dan varias definiciones de energía, todas coherentes y complementarias entre sí, y todas ellas siempre relacionadas con el concepto de trabajo.

FISICA

CLASICA EN :

EN LA MECÁNICA SE ENCUENTRAN: Energía mecánica, que es la

combinación o suma de los siguientes tipos: Energía cinética: relativa al movimiento.

Energía potencial: la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas conservativo. Por ejemplo, está la Energía potencial gravitatoria y la Energía potencial elástica (o energía de deformación, llamada así debido a las deformaciones elásticas). Una onda también es capaz de transmitir energía al desplazarse por un medio elástico.

EN ELECTROMAGNETISMO SE TIENE A LA Energía electromagnética, que se

compone de:Energía radiante: la energía que poseen las ondas electromagnéticas.

Energía calórica: la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación.

Energía potencial eléctrica (véase potencial eléctrico)

Energía eléctrica: resultado de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos.

EN LA TERMODINÁMICA ESTÁN: Energía interna, que es la suma de la

energía mecánica de las partículas constituyentes de un sistema.

Energía térmica, que es la energía liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza (energía geotérmica) mediante la combustión.

FÍSICA CUÁNTICA

En física cuántica, la energía es una magnitud ligada al operador hamiltoniano. La energía total de un sistema no aislado de hecho puede no estar definida: en un instante dado la medida de la energía puede arrojar diferentes valores con probabilidades definidas. En cambio, para los sistemas aislados en los que el hamiltoniano no depende explícitamente del tiempo, los estados estacionarios sí tienen una energía bien definida. Además de la energía asociadas a la materia ordinaria o campos de materia, en física cuántica aparece la:

Energía del vacío: un tipo de energía existente en el espacio, incluso en ausencia de materia.

FÍSICA RELATIVISTA

En la relatividad están: Energía en reposo, que es la

energía debida a la masa según la conocida fórmula de Einstein, E=mc2, que establece la equivalencia entre masa y energía.

Energía de desintegración, que es la diferencia de energía en reposo entre las partículas iniciales y finales de una desintegración.

Al redefinir el concepto de masa, también se modifica el de energía cinética (véase relación de energía-momento).