Resumen de trabajo, energía y potencia

1. Física, Licenciatura en Fisioterapia y
Rehabilitación
Trabajo, energía y potencia

2. ENERGÍA
Se puede definir a la energía como cualquier
cosa que se puede transformar en trabajo.
Cuando decimos que un objeto tiene energía
queremos dar a entender que es capaz de
ejercer una fuerza sobre otro objeto para
realizar trabajo sobre él.
Las unidades de energía son las mismas que
las del trabajo: el Joule (J) y la libra pie (lb-ft).

3. ENERGÍA
Existen diferentes tipos de energías como son
la cinética, eléctrica, solar, nuclear, etc. Pero
para el caso de la mecánica nos interesan dos
tipos de energía en particular:
Energía cinética: es la energía que posee un
cuerpo en virtud de su movimiento
Energía potencial: es la energía que posee un
cuerpo en virtud de su posición o condición.

4. TRABAJO Y ENERGÍA CINETICA
La energía cinética se ha explicado como la
capacidad de realizar un trabajo como un
resultado del movimiento de un cuerpo. Por lo
tanto existe una relación entre la energía
cinética y el trabajo que se puede explicar de la
siguiente manera:
El trabajo que realiza una fuerza resultante
externa sobre un objeto es igual al cambio de la
energía cinética en el objeto

5. TRABAJO Y ENERGÍA CINETICA
La energía cinética que tiene un cuerpo en
movimiento se puede expresar con la siguiente
fórmula:
𝑬 𝑲 =
𝟏
𝟐
𝒎𝒗 𝟐

6. TRABAJO Y ENERGÍA CINETICA
Ejemplo: calcúlese la energía cinética de un
automóvil de 3200 lb que se mueve con una
velocidad constante de 60 mi/hr (88 ft/s)
Se hace el cálculo aplicando la ecuación de la
energía cinética:
𝑬 𝑲 =
𝟏
𝟐
𝒎𝒗 𝟐

7. TRABAJO Y ENERGÍA CINETICA
Para hacer la sustitución se debe primero calcular
la masa del automóvil a partir del peso de 3200 lb,
si tenemos que W=mg, entonces la masa se
calcularía con m=W/g, por lo tanto al sustituir esta
relación y posteriormente sus respectivos valores
en la ecuación anterior tendríamos:
𝑬 𝑲 =
𝟏
𝟐
𝑾
𝒈
𝒗 𝟐
=
𝟏
𝟐
𝟑𝟐𝟎𝟎 𝒍𝒃
𝟑𝟐
𝒇𝒕
𝒔 𝟐
𝟖𝟖
𝒇𝒕
𝒔
𝟐
=
𝟏
𝟐
𝟏𝟎𝟎 𝒍𝒃 𝒔 𝟐/𝒇𝒕 𝟕𝟕𝟒𝟒 𝒇𝒕 𝟐/𝒔 𝟐
= 𝟑𝟖𝟕𝟐𝟎𝟎 𝒍𝒃. 𝒇𝒕

8. TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIAL
Energía potencial
La energía que un sistema posee en virtud de
su posición o condiciones recibe el nombre de
energía potencial. Por ejemplo, si tomamos en
cuenta que la grúa de la figura es usada para
elevar y mantener a cierta altura un martinete
de masa m, la fuerza requerida para levantar el
cuerpo de dicha masa deberá ser al menos
igual al peso, así el trabajo realizado por el
sistema es dado por la ecuación:
𝑻𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐 = 𝑾𝒉 = 𝒎𝒈. 𝒉

9. TRABAJO Y ENERGÍA POTENCIAL

10. POTENCIA
POTENCIA
La potencia es la rapidez con la que se realiza un
trabajo
P = trabajo / tiempo
Unidades : J/s = Watt
hp = 550 ft-lb/s
1 hp = 746 W
Debido a que el trabajo se realiza generalmente de
forma continua, a veces es útil utilizar una fórmula
para calcular la potencia donde se incluya a la
velocidad:
𝑷 = 𝑭
𝒔
𝒕
= 𝑭𝒗