TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA

TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA

ENERGIA

El concepto de energía está relacionado con la capacidad de generar movimiento o lograr la transformación de algo. 

Para la física, la energía es una magnitud abstracta que está ligada al estado dinámico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. Se trata de una abstracción que se le asigna al estado de un sistema físico. Debido a diversas propiedades (composición química, masa, temperatura, etc.), todos los cuerpos poseen energía.

Un campo este, el de la física, que nos lleva a determinar que en el mismo se produce la mención a diversos tipos de energía. En concreto, tendremos que hacer frente a dos: la cuántica y la clásica.

Pueden detallarse diversos tipos de energía según el campo de estudio. La energía mecánica, por ejemplo, es la combinación de la energía cinética (que genera a partir del movimiento) y la energía potencial (vinculada a la posición de un cuerpo dentro de un campo de fuerzas).

TRABAJO

Se denomina trabajo cuando una fuerza (que utiliza la medida newton) moviliza un cuerpo y libera la energía potencial del mismo. El hombre o la máquina vence una resistencia, como por ejemplo cuando se levanta una caja. Para medir el trabajo se relaciona la distancia en que se desplaza un cuerpo y la fuerza empleada. La unidad de trabajo es entonces el resultado del producto entre la unidad de fuerza por la de longitud. También hay que tener en cuenta la dirección de la fuerza que puede ser horizontal, vertical u oblicua.

POTENCIA

La potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energía total dividida por el tiempo.

PROBLEMAS

Ejercicio Nº 1

¿Qué requiere más trabajo: subir un bulto de 420 N a una colina de 200 metros de altura, o un bulto de 210 N a una colina de 400 metros de altura? (no consideramos el ángulo de aplicación de la fuerza, que para ambos caso el mismo).

¿Por qué?

Apliquemos la fórmula simple:

T = F •  d  (Trabajo =  fuerza por distancia)

Para el bulto 1 

Para el bulto 2

Respuesta: Requieren el  mismo trabajo, que es igual a fuerza por distancia

Ejercicio 2

Un remolcador ejerce una fuerza paralela y constante de 4.000 N sobre un barco y lo mueve una distancia de 15 m a través del puerto. ¿Qué trabajo realizó el remolcador?

Datos:

F = 4.000 N

d = 15 m

T = x

Fórmula

T = F · d

Entonces

T = 4.000 N x 15 m = 60.000 J

Respuesta:

El remolcador realizó un trabajo equivalente a 60.000 J.