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1. TRABAJO Y ENERGIA
Kevin vera villafuerte

2. TRABAJO
 En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo
equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.1 El trabajo es
una magnitud física escalar que se representa con la letra (del inglés Work)
y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en
el Sistema Internacional de Unidades.
 Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,2 nunca se
refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
 Matemáticamente se expresa como:

3. Donde es el módulo de la fuerza, es
el desplazamiento y es el ángulo que forman
entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento
(véase dibujo).
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector
desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica,
dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si
no hay desplazamiento, el trabajo también será
nulo.

4. 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.

5. ENERGÍA CINÉTICA
 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

6. ENERGÍA 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)

7. 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

8. TRABAJO DE UNA FUERZA.
 Si se tiene un cuerpo en una posición A y al trasladarlo hacia una posición B, el trabajo realizado para vencer
las fuerzas de rozamiento que se oponen al desplazamiento implica un consumo de energía (realmente lo que
ocurre es una transformación de energía); por lo tanto en el punto B el cuerpo tendrá menor cantidad de energía.
 Todos los procesos que impliquen rozamiento producen una transformación de energía en calor y como éste
no se puede aprovechar decimos que se consume energía.
 Si tenemos una partícula que se mueve una distancia s=AB bajo la acción de una fuerza constante F, el
trabajo realizado se define de la siguiente forma
 Trabajo = Fuerza × Distancia
 W=F · s
 El trabajo hecho por una fuerza es igual al producto del desplazamiento de la partícula por la componente de
la fuerza a lo largo del desplazamiento.


9. Si tenemos un plano inclinado sin rozamiento, al tener un
cuerpo en el punto A se le debe suministrar una cierta
cantidad de energía para trasladarlo al punto B, en el cual
el cuerpo poseerá mayor cantidad de energía. En este caso
se ha efectuado una acumulación de energía.
Como Fs=F cos θ
W = F s cos θ

10. Otro caso de acumulación de energía
ocurre cuando se comprime un resorte, el
cual al estar comprimido contiene la
energía suministrada para comprimirlo.

11. Principio de la conservación de energía
En todo proceso la cantidad de energía inicial y
final es la misma.
En los procesos ideales la cantidad de energía útil
inicial y final es la misma.
En los procesos reales la cantidad de energía útil
inicial es mayor que la cantidad de energía útil
final debido a las pérdidas de energía ocurridas
durante el proceso.
Proceso Ideal: Eu inicial = Eu final
Proceso Real: Eu inicial = Eu final + pérdidas
Se denominan pérdidas a las transformaciones de
energía no deseadas pero que ocurren
inevitablemente en el proceso real.
Se denomina rendimiento a la relación entre la
energía útil final y la energía útil inicial. Se lo
expresa en porcentaje.

13. FUERZA CONSERVATIVA.
ENERGÍA POTENCIAL
 Un fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza
es igual a la diferencia entre los valores inicial y final de una
función que solo depende de las coordenadas. A dicha función
se le denomina energía potencial.

14. BALANCE DE ENERGÍA
En general, sobre una partícula actúan fuerzas
conservativas Fc y no conservativas Fnc. El trabajo
de la resultante de las fuerzas que actúan sobre la
partícula es igual a la diferencia entre la energía
cinética final menos la inicial.