TRABAJO Y ENERGÍA

Universidad de San Carlos de Guatemala –USAC-

Escuela de Formación de Profesores de Enseñanza Media

                                         Curso: Física

      

MARCO TEÓRICO.

1.    Trabajo

Cuando tratamos de empujar un carro como se observa en la figura 

no pasa nada. Estamos ejerciendo una fuerza, sin embargo el carro no se ha movido. Por otra parte si incrementamos de forma continua esta fuerza, llegará un momento en que el carro se desplazará. En este caso, en realidad hemos logrado algo a cambio de nuestro esfuerzo, en física este logro se define como trabajo. Para que se realice un trabajo han de cumplirse tres requisitos:

1.    Debe haber una fuerza aplicada.

2.    La fuerza debe actuar a través de cierta distancia, llamada desplazamiento.

3.    La fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento.

2.    Energía

La energía puede considerarse algo que es posible convertir en trabajo. Cuando decimos que un objeto tiene energía, significa que es capaz de ejercer una fuerza sobre otro objeto para realizar un trabajo sobre él.

Por tanto si no se tiene energía es imposible realizar un trabajo.

¿Sabías qué, somos capaces de realizar trabajo debido a que tenemos energía en nuestro cuerpo, y esta energía proviene de lo que ingerimos?

2.1  Energía cinética

Definimos energía cinética como la capacidad de realizar trabajo como resultado del movimiento de un cuerpo; por tanto un objeto que va en movimiento tiene cierta cantidad de energía cinética.

2.2  Energía potencial

Es la energía que tiene un sistema en virtud de su posición o condición.

2.2.1      Energía potencial gravitacional.

La energía potencial gravitacional sólo depende de la altura vertical del objeto sobre la superficie de la Tierra. La misma cantidad de trabajo se debe invertir sobre un sistema objeto–Tierra ya sea que el objeto se levante verticalmente desde la Tierra o se empuje desde el mismo punto hacia arriba de un plano inclinado sin fricción para terminar en la misma altura.

Las unidades de la energía potencial gravitacional son joules, las mismas unidades que el trabajo y la energía cinética. La energía potencial, como el trabajo y la energía cinética, es una cantidad escalar

2.2.2      Energía potencial elástica

 La energía potencial elástica es energía almacenada que resulta de aplicar una fuerza para deformar un objeto elástico. La energía queda almacenada hasta que se quita la fuerza y el objeto elástico regresa a su forma original, haciendo un trabajo en el proceso. La deformación puede implicar comprimir, estirar o retorcer el objeto. Muchos objetos están diseñados específicamente para almacenar energía potencial elástica, por ejemplo:

·         El muelle de un reloj de cuerda.

·         Un arquero que estira su arco.

·         Un trampolín doblado justo antes de que el clavadista brinque.

·         La liga de hule de una resortera.

·         Una pelota de goma, comprimida en el momento en el que choca con una pared de ladrillos.

Un objeto diseñado para almacenar energía potencial elástica usualmente tendrá un límite elástico alto. Sin embargo, todos los objetos elásticos tienen un límite para la carga que pueden soportar. Cuando la deformación va más allá del límite elástico, el objeto ya no vuelve a su forma original.

2.3 Energía Mecánica

La energía mecánica es la energía que presentan los cuerpos en relación a su movimiento (energía cinética), a su situación respecto a otro cuerpo, que suele ser la Tierra, o a su estado de deformación, cuando se trata de cuerpos elásticos.

Dicho de otro modo es la suma de las energías potencial (la energía que se almacena en un sistema), cinética (la energía que surge en el movimiento mismo) y elástica de un cuerpo en movimiento. (Aunque ten en cuenta que no siempre estará presente la energía potencial elástica.

 

  

Ley de la conservación de la energía

-          Como sabemos la ley de la conservación de la energía nos afirma que el total de energía que posee un cuerpo no se pierde o destruye, es decir que permanece invariable, aunque se puede transformar en los diferentes tipos de energía que conocemos. (Mecánica, potencial, calorífica, eléctrica, térmica, etc.). Por lo tanto, esta ley constituye el primer principio de la termodinámica.

-          Eso quiere decir: “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

-          Pero antes quisiera saber ¿Recuerdan qué es la energía?

-          Bueno para refrescar la memoria vamos a leer el concepto de la energía:

ENERGÍA  Es la capacidad de los cuerpos o sistemas                   de cuerpos para efectuar un trabajo

 

Entonces cuando un cuerpo pasa de un estado a otro o realiza algún fenómeno físico,  no son más que manifestaciones de energía. Y siempre que se produzca una cantidad de una clase de energía se deberá consumir una cantidad exactamente equivalente de otra clase de energía.