Potencia y energia

Trabajo potencia y energía
Todos habitualmente utilizamos palabras como trabajo, potencia o energía.
En esta unidad precisaremos su significado en el contexto de la física; valoraremos la necesidad de tal precisión para abordar muchos hechos cotidianos; investigar nuevas aplicaciones; comprobaremos que el cálculo de un trabajo (W), de una potencia (P) desarrollada por una máquina o elcontrol de la energía (E) consumida o almacenada, resultan muy útiles para el mantenimiento y desarrollo de la sociedad en que vivimos.
Echemos un vistazo a las ideas que ya tenemos sobre el trabajo, la potencia y la energía.
1.1 ¿Qué entiende por trabajo la física?
Entendemos por trabajar a cualquier acción que supone un esfuerzo. En Física el concepto de trabajo se aplica exclusivamente a aquellasacciones cuyo efecto inmediato es un movimiento. La siguiente escena nos ayudará a precisarlo un poco más. 
APRENDE: Trabajo es la magnitud física que relaciona una fuerza con el desplazamiento que origina.
En el Sistema Internacional de Unidades se mide en Julios (N · m). Su expresión matemática es:

1.2 Las fuerzas realizan trabajo

Si echamos un vistazo a nuestra biblioteca de recuerdosencontraremos muchos ejemplos donde la dirección de la fuerza aplicada es distinta a la del desplazamiento. Investiguemos la influencia que puede tener este hecho con el trabajo desarrollado.
APRENDE:
Para conseguir que una fuerza realice el máximo trabajo es necesario que la dirección de la fuerza se parezca lo más posible a la dirección del movimiento producido. Esto no siempre es posible enla vida cotidiana. ¡ Para arrastrar un carrito pequeño con una cuerda nos resultaría muy incómodo agacharnos hasta la altura del carrito y tirar !Trabajo es la magnitud física que relaciona una fuerza con el desplazamiento que origina.
Cuando una fuerza origina un movimiento sólo realiza trabajo la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento.
1.3 Fuerza de rozamiento y trabajoVamos a acercarnos un poco más a las situaciones físicas que planteamos.
Sabemos que el esfuerzo para mover un coche averiado puede ser más o menos efectivo según la superficie por donde circulaba. En unidades anteriores tratamos la dinámica de los movimientos y ya se planteó la existencia de fuerzas de rozamiento. Veamos cómo influyen estas fuerzas en el contexto actual.
APRENDE: La fuerza derozamiento no realiza ningún trabajo útil. Sin embargo la expresión matemática del trabajo no distingue entre tipos de fuerzas. Podemos calcular el "trabajo perdido por rozamiento":


2.1 La energía: energía cinética
La energía es la capacidad de un objeto de transformar el mundo que le rodea. Su unidad es el Julio.
Los cuerpos por el hecho de moverse tienen la capacidad de transformar suentorno. Pensemos que al movernos somos capaces de transportar objetos, de chocar, de romper.... Realiza la siguiente simulación:
APRENDE: llamamos energía cinética a la energía que posee un cuerpo por el hecho de moverse. La energía cinética de un cuerpo depende de su masa y de su velocidad según la relación:


APRENDE::la velocidad de un cuerpo proporciona una capacidad al móvil de transformarel medio que le rodea. Esta capacidad es su energía cinética que depende del cuadrado de la velocidad y de la masa.
2.2 La energía: energía potencial
El hecho de estar bajo la influencia del campo gravitatorio proporciona a los objetos la capacidad de caer. Recordemos el aprovechamiento de los saltos de agua en la generación de energía eléctrica.
A través de la siguiente escena descubriremos laEnergía potencial gravitatoria y la forma de calcularla:
APRENDE: La energía potencial gravitatoria es debida la capacidad que tienen los objetos de caer. Tiene su origen en la existencia del campo gravitatorio terrestre. Su magnitud es directamente proporcional a la altura en la que se encuentra el objeto, respecto de un origen que colocamos a nivel de la superficie terrestre, y a la masa...