Energía

El trabajo mecánico tiene una historia muy interesante y es el progenitor de la energía mecánica (es decir, primero se definió el trabajo y luego aplicándolo surgió la energía mecánica). El nombre trabajo se debe a Galileo que se hizo la pregunta de quién trabajaba más, quien hacía más "trabajo": una persona cargando una cierta cantidad de ladrillos de una sola vez y moviéndolos una distanciadada u otra persona moviendo la misma cantidad de ladrillos la misma distancia pero llevando de uno en uno. La conclusión: ambos hacen el mismo trabajo. Fíjate que aparecen dos cantidades importantes: el peso total de los ladrillos y la distancia que fueron movidos. Independientemente de Galileo, Leibniz descubrió el teorema trabajo energía. Hizo experimentos sobre caídas libres con pelotas dediferentes pesos, dejándolas caer desde diferentes alturas. Para ver la variación de los efectos, las soltaba sobre una caja con arena. La pregunta era ¿de qué depende el daño o hueco que las pelotas harán en la arena? obviamente de la altura que se deje caer la y del peso de cada pelota. Nota que el "daño" depende del peso y la distancia, es decir estamos nuevamente hablando del trabajo de Galileo. Ladefinición entonces es simple: el trabajo depende directamente de dos factores: la fuerza y la distancia. Aplicando esta definición Leibniz dedujo el teorema trabajo energía.

se entiende por trabajo a la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza, Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puededecirse que el trabajo es energía en movimiento. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía. Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo, se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad, dirigida hacia abajo; la energía comunicada al cuerpo por este trabajo aumenta su energía potencial. También se realiza trabajo cuando unafuerza aumenta la velocidad de un cuerpo, como ocurre por ejemplo en la aceleración de un avión por el empuje de sus reactores. 

Ya que no puede existir trabajo sin la presencia de energía, es necesario recordar ¿Qué es energía?

Se define como energía aquella capacidad que posee un cuerpo (una masa) para  realizar trabajo luego de ser sometido a una fuerza; como se dijo anterior mente,el trabajo no se puede realizar sin energía. Esta capacidad (la energía) puede estar dada por la posición de un cuerpo o por la velocidad del mismo; es por esto que podemos distinguir dos tipos de energía:

Energía potencial
Es la energía que posee un cuerpo (una masa) cuando se encuentra en posición inmóvil.
Por ejemplo, una lámpara colgada en el techo del comedor puede, si cae, romper la mesa.Mientras cuelga, tiene latente una capacidad de producir trabajo. Tiene energía en potencia, y por eso se le llama energía potencial.
De modo general, esto significa que un cuerpo de masa m colocado a una altura h, tiene una energía potencial calculable con la fórmula


La fórmula debe leerse como: energía potencial (Ep) es igual al producto de la masa (m) por la constante de gravedad (g) y por laaltura (h).

La unidad de medida de la energía es la misma del trabajo, el Joule.
Referido a la energía, un Joule es la cantidad de energía necesaria para levantar un kilogramo masa a una altura de 10 cm de la superficie de la Tierra.
Ejercicio de práctica:

Un libro de 2 Kg reposa sobre una mesa de 100 cm, medidos desde el piso. Calcule la energía potencial que posee el libro en relacióna) con el piso
b) con el asiento de una silla, situado a 50 cm del suelo
Desarrollo:
Primero, anotemos los datos que poseemos:
m = 2 Kg (masa del libro)
h = 100 cm = 1 m (altura a la cual se halla el libro y desde donde “puede caer”)
g = 10 m/s2 (constante de gravedad) ( en realidad es 9,8)
Respecto a la silla:
h = 50 cm = 0,5 m (la diferencia entre la altura de la mesa y aquella de la...