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Trabajo y Energía. Introducción Teórica.

Trabajo mecánico y energía
El concepto de trabajo en la vida diaria es muy distinto del que corresponde en el campo de
la física. Cuando una persona alza a un niño, efectúa un trabajo sobre el niño porque hace
fuerza y esa fuerza es la responsable del desplazamiento.

Fuerza y trabajo mecánico
El concepto de trabajo mecánico aparece estrechamentevinculado al de fuerza1. Para
que exista trabajo debe aplicarse una fuerza a lo largo de una cierta trayectoria, esto
significa que la fuerza que realiza trabajo debe ser la responsable del movimiento que
aparece sobre el cuerpo.
La cantidad de trabajo realizado para mover un cuerpo depende de la fuerza
aplicada sobre el objeto y de la distancia recorrida por ese objeto gracias a la
acciónde dicha fuerza.
En términos físicos, el trabajo W (de work) se define como el producto
escalar de la fuerza aplicada por la distancia recorrida o bien por el
producto entre la componente de la fuerza en la dirección del
movimiento y la distancia recorrida.
 
W  F  x  ( F  cos  )  x  Fx  x

donde  es el ángulo que forman la dirección de la fuerza y el desplazamiento.

Unascuestiones
1) El trabajo mecánico alcanza su valor máximo cuando la fuerza se aplica en la dirección
y el sentido del movimiento. ¿Por qué?
2) Si haces girar en un plano horizontal una piedra atada a una
cuerda, la fuerza que produce la rotación no realiza trabajo sobre
la piedra. Explicar claramente las razones.
3) Cuando caminas, llevas la mochila sobre tu espalda. ¿Trabajas
sobre lamochila? ¿Por qué?
4) ¿Cuáles son las unidades del trabajo? ¿Por qué?
5) la fuerza de rozamiento siempre se opone al desplazamiento, por lo que el trabajo de la
fuerza de rozamiento es siempre negativo. ¿Cómo encaja la afirmación anterior en la
modelización matemática?

El trabajo es una magnitud escalar y no vectorial, que se relaciona con la cantidad de
energía que recibe o sale del cuerposobre el que se trabaja.

1

Cuando sobre un sistema actúan varias fuerzas conjugadas, cada una de ellas contribuye
independientemente a la realización de un trabajo. A efectos teóricos, se considera que sólo actúa sobre el
cuerpo la fuerza resultante de todas las aplicadas, que efectuaría un trabajo neto susceptible de absorber o
de aportar energía en sus múltiples manifestaciones.
EbianaMarey (2013)

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Trabajo y Energía. Introducción Teórica.

Concepto de energía
Aunque la energía nos es muy familiar, resulta difícil definirla… Observamos la energía
sólo cuando se transfiere o se transforma. Nos llega en forma de las ondas
electromagnéticas del Sol, y la sentimos como energía térmica; es captada por las plantas
y une las moléculas de la materia; está en elalimento que comemos y la transformamos
durante el metabolismo. Incluso la materia misma es energía condensada y embotellada,
como se estableció en la célebre fórmula de Einstein, E=mc 2.
En general, la energía es una característica de un sistema que le permite realizar varias
cosas, entre ellas:
a) trabajar sobre otro objeto (es decir desplazarlo o deformarlo a causa de la fuerza
responsabledel mismo)
b) calentar o enfriar lo que lo rodee, según el caso
c) influir a nivel atómico cuando se trate de radiación electromagnética, por ejemplo las
microondas para calentar o la radiación gamma sobre las células.

Hay energía acumulada en un cuerpo elástico deformado y en un
cuerpo elevado que les permitirá, retomar la forma inicial o al caer
al suelo. Ambos son ejemplos de sistemasprovistos de energía
susceptible de convertirse... la energía que poseen se llama
potencial, elástica y gravitatoria respectivamente.

Causa de las variaciones de energía
La energía puede cambiar básicamente de tres mecanismos
diferentes: trabajo, calor y radiación.
a) mediante calor (conducción o convección)
b) por radiación (este mecanismo puede suceder en el vacío, es decir que no...