ciencia de los materiales

Trabajo mecánico
En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo. 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 tránsitode energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:


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 norealiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

Producto escalar de dos vectores.

Según  vemos, el producto de dos vectores F y d siendo α el ángulo entre ellos es un valor escalar que procede de multiplicar  los valores escalares de dichos vectores por el coseno del ángulo.
 
A partir de ahora, tenemos en cuenta que dos vectores no seanperpendiculares tal como lo hemos considerado hasta ahora.
 
A los vectores los representamos con letras minúsculas y con una pequeña flecha sobre ellas indicando dirección y sentido:  .
Sus valores escalares o módulos los representamos: 

El valor escalar del vector:

Es decir, 
Al coseno del ángulo que forman los vectores  lo representamos por.

Trabajo realizado por una fuerza constante
Unafuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia.
Si el módulo de la fuerza es constante y el ángulo que forma con la trayectoria también es constante, tendremos: Fuerza (F) por distancia (d) igual a Trabajo (W). Es el caso de una fuerza constante y trayectoria rectilínea.

Trabajo realizado por una fuerza variable
Con frecuencia, lafuerza que produce un trabajo es variable durante el tiempo de aplicación, ya sea porque se alteran su módulo, su dirección o su sentido. Para calcular el valor de este trabajo se utiliza una integral extendida a todo el recorrido.


El valor del trabajo puede obtenerse también mediante una representación gráfica con el valor de la fuerza en el eje de ordenadas y la distancia en el eje deabscisas.

Energía cinética
La Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: El viento al mover las aspas de un molino.
 

 
 
 
La energía cinética, Ec, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg) y la velocidad, v, en metros/segundo (m/s).
Energía potencial
En un sistema físico,la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra  o.
La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energíapotencial electrostática, y energía potencial elástica.
Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquierrecorrido entre B y A.
Energía potencial gravitatoria
La energía potencial gravitatoria es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. Esta dependerá de la altura relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.
Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estará actuando en contra de la fuerza gravitacional. Si el libro...