Este documento define conceptos clave relacionados con el trabajo, la potencia, la energía potencial y la energía cinética. Explica que el trabajo es una magnitud producida por una fuerza que mueve un cuerpo en la misma dirección, la potencia mide la rapidez con que se realiza un trabajo, la energía potencial depende de la posición de un cuerpo y la energía cinética está asociada con la velocidad de un cuerpo en movimiento. También describe cómo la energía se transforma entre estas diferentes formas pero se conserva en total.

1. z
Trabajo, Potencia,
Energía potencial y Energía cinética
z

2. z
 Concepto
z
Trabajo Potencia Energía potencial y
Energía cinética
 Formula
 Unidades

3. z
z
Trabajo
Es una magnitud escalar producida
sólo cuando una fuerza mueve un
cuerpo en la misma dirección en
que se aplica.
cos donde:
T F d


45°
cos fuerza de la componente en x
x
F F 
 
* fuerza de rozamiento
R
F F

 
T = trabajo realizado en Nm = joule J
Fcos = magnitud de la componente de
la fuerza en la dirección del movimiento
en newtons (N)
d = magnitud del desplazamiento en (m)



4. z
Nota: si la fuerza que mueve el cuerpo
se encuentra totalmente en la misma
dirección en que se efectúa el
desplazamiento, el ángulo θ es igual a
cero y el cos θ = cos 0° = 1, donde el
trabajo será igual a:
T=Fd
En este caso el trabajo es positivo,
ya que, la fuerza aplicada tiene la
misma dirección y sentido que el
desplazamiento del objeto.

5. z Potencia
Es la rapidez con la que se realiza un
trabajo. Se mide en watts (W) y se dice
que existe una potencia mecánica de
un watt cuando se realiza un trabajo de
un joule en un segundo.
1W=
J
s
T
P
t

1J = Nm
:
potencia en ( )
realizado en joules (J)
t = tiempo en que se realiza el trabajo
en segundos (s)
Donde
J
P watts W
s
T trabajo
 

1hp = 746 W 1cv = 736 W

6. z
Ahora bien recordemos que:
T=Fd
Y como la potencia es: entonces P=
T Fd
P
t t
 pero , :
d
v entonces P Fv
t
 
m
v velocidad en
s

Si preguntamos: ¿Quién tiene más potencia en los
brazos?. La respuesta sería “A” tiene mayor potencia,
ya que ambos realizan el mismo trabajo sólo que “A”
lo hace más rápido.

7. Eficiencia (η) o rendimiento
Es el factor que nos indica el máximo
rendimiento de una máquina. También
se puede decir que es el índice o grado
de perfección alcanzado por una
máquina.
trabajo producido por la máquina
100
trabajo suministrado a la máquina
x
 
Perdidas por fricción y calor
Trabajo
suministrado a la
máquina
Trabajo producido
por la máquina

8. Propiedades de la energía
La energía tiene 4 propiedades básicas:
•Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma y es durante esta
transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía.
•Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber
más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La energía no se
destruye.
•Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.
•Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la
otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas).

9. z
Energía: es una propiedad que
caracteriza la interacción de las
componentes de un sistema físico
que tienen la capacidad de realizar
trabajo.
2
2 2
1
kgm kgm
J Nm m
s s
  
EPG: recibe su nombre debido a la fuerza
de atracción gravitacional ejercida por la
Tierra sobre el cuerpo.
Así pues, debido a la atracción de la Tierra,
si el cuerpo se deja caer, será capaz de
realizar un trabajo del mismo valor sobre
cualquier objeto en el que caiga.
Un cuerpo tiene energía potencial gravitacional, cuando se encuentra a
cualquier altura con respecto al plano de referencia.

10. EPG T Ph
 
Como el (T) realizado para elevar
un cuerpo es igual a la energía
potencial gravitacional (EPG),
tenemos:
La magnitud de la fuerza requerida
para elevar un cuerpo a cierta
altura es igual a la magnitud de su
peso, por tanto:
F P mg
 
Donde la energía potencial
gravitacional es igual a: 2
9.8
m
EPG Ph mgh donde g
s
  
2
2 2
( )
m kgm
EPG kg m joules J
s s
  

11. Si un bloque de madera de 2 kg de
masa, está sobre una mesa cuya altura
es de 1 m se levanta a una altura de 0.6
m de la superficie de la mesa, el bloque
tendrá una EPG respecto a la mesa
igual a:
2
2 *9.8 *0.6 11.76
m
EPG mgh kg m J
s
  
1.6 m
1 m
La EPG de un cuerpo es mayor a medida
que aumenta su altura de acuerdo con el
nivel considerado como referencia.
Pero respecto del suelo, su altura es de
1.6 m, por tanto, considerando este
nivel de referencia su energía potencial
gravitacional es de: 2
2 *9.8 *1.6 31.36
m
EPG mgh kg m J
s
  
0.6 m

12. m
m
h1
h2
0
EPG 
T EPG mgh
 
Nivel del suelo
1 1
( )
T EPG mgh mgh
     
Si el nivel del suelo se considera como nivel cero de energía potencial gravitacional, un cuerpo que
se localice debajo de dicho nivel tendrá una energía potencial gravitacional negativa.

13. Energía cinética
Se manifiesta cuando los cuerpos
se mueven y está asociada a la
velocidad.
Para que un cuerpo en reposo
adquiera energía cinética es
necesario realizar un trabajo sobre
el, de tal manera que una fuerza
constante al actuar sobre el cuerpo
lo desplace aumentando la
magnitud de su velocidad,
acelerándolo desde el reposo hasta
cierta velocidad.
2
2
2
2
1
o bien:
2 2
en unidades del SI es igual a:
mv
ECT mv ECT
kgm
ECT joule J
s
 
 

14. Cuando las fuerzas que
actúan en un cuerpo son
conservativas, la energía
mecánica del cuerpo
permanece constante.
La energía potencial que posee la pelota, debido a la altura a la que se encuentra, empieza a transformarse en energía cinética al comenzar a desplazarse.
( ) ( )
2
2
1
despejando
2
2 se cancela la masa m y nos queda:
2
arriba abajo
EPG ECT
mgh mv v
mgh
v
m
gh v





15. z
Gracias
z