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TRABAJO Y ENERGÍA

El concepto de energía es uno de los temas más importantes en ciencia e ingeniería.
En la vida cotidiana se piensa en la energía en términos de combustible para transporte y calentamiento, electricidad para luz y electrodomésticos, y alimentos para el consumo. No obstante, estas ideas no definen la energía; sólo dejan ver que los combustibles sonnecesarios para realizar un trabajo y que dichos combustibles proporcionan algo que se llama energía.
La energía está presente en el Universo en varias formas. Todo proceso físico que ocurra en el Universo involucra energía y transferencias o transformaciones de energía pero a pesar de su extrema importancia, la energía no es fácil de definir.
Aunque se tengan experiencias con la energía, como cuando seacaba la gasolina o con la pérdida del servicio eléctrico después de una tormenta violenta, la noción de energía es más abstracta. El concepto de energía se aplica a sistemas mecánicos sin recurrir a las leyes de Newton.
Si quiere saber qué tan efectiva es la fuerza para mover un sistema, debe considerar no sólo la magnitud de la fuerza sino también su dirección. Esto nos dice que cuando seanalizan fuerzas para determinar el trabajo que realizan, se debe considerar la naturaleza vectorial de las fuerzas.
También se debe conocer el desplazamiento r del sistema mientras se mueve a lo largo de un eje si se quiere determinar el trabajo invertido sobre él por la fuerza.




Trabajo

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale ala 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 enjulios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de 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. 

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.

El trabajo W invertido sobre un sistema porun agente que ejerce una fuerza constante sobre el sistema es el producto de la magnitud F de la fuerza.
Las unidades de trabajo son las de fuerza multiplicada por longitud. En consecuencia, la unidad del SI de trabajo es el newton·metro Esta combinación de unidades se usa con tanta frecuencia que se le ha dado un nombre propio, joule ( J ).
Una consideración importante para un enfoque desistema a los problemas es que el trabajo es una transferencia de energía. Si W es el trabajo realizado sobre un sistema y W es positivo, la energía se transfiere al sistema; si W es negativo, la energía se transfiere desde el sistema.

Teorema de trabajo – energía
El trabajo, por sus unidades, es una forma de transferencia o cambio en la energía: cambia la posición de una partícula (la partículase mueve). Éste cambio en la energía se mide a partir de todos los efectos que la partícula sufre, para el trabajo, los efectos son todas las fuerzas que se aplican sobre ella (trabajo neto o trabajo total Wt).
El teorema del trabajo y la energía relaciona éstos dos conceptos:
El trabajo efectuado por la fuerza neta sobre una partícula es igual al cambio de energía cinética de la partícula:
W =∆K = K(2) - K(1)
Cuando se consume trabajo en un sistema, y el único cambio en el sistema es en
su rapidez, el trabajo neto consumido en el sistema es igual al cambio en energía
cinética del sistema.
El teorema trabajo–energía cinética indica que la rapidez de un sistema aumenta si el trabajo neto invertido sobre el es positivo porque la energía cinética final es mayor que la energía...