Trabajo, energía y potencia

ULeAM

Nombre: Christian Rivadeneira

Curso: 2do Semestre Agroindustria

Física

* Trabajo, energía, potencia
* Maquinas simples
* Velocidad y aceleración angulares
* Rotación de solidos rígidos
* Movimiento armónico simple
* elasticidad

Manta 18 de enero de 2012

1. Trabajo, energía y potencia
Trabajo
En mecánica clásica, el trabajo que realizauna fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.1 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 tránsito de energía,2 nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni sesimboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:

Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y α 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 no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajotambién será nulo.

Ejemplo:
Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º, 90º, 135º, 180º.

Unidades de trabajo
Sistema Internacional de Unidades
* Julio o joule, unidad de trabajo en el SI
* Kilojulio: 1 kJ = 103 J
Sistema Técnico de Unidades
*kilográmetro o kilopondímetro (kgm) = 1 kilogramo-fuerza x 1 metro = 9,80665 J
Sistema Cegesimal de Unidades
* Ergio: 1 erg = 10-7 J
Sistema anglosajón de unidades
* Termia inglesa (th), 105 BTU
* BTU, unidad básica de trabajo de este sistema
Sistema técnico inglés
* pie-libra (foot-pound) (ft-lb)
Otras unidades
* kilovatio-hora
* Caloría termoquímica (calTQ)
* Termia EEC.* Atmósfera-litro (atm·L)

Energía de un Cuerpo
El término energía (del griego ἐνέργεια/energeia, actividad, operación; ἐνεργóς/energos = fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.
En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
Energía Potencial
Se dice que un objeto tiene energia cuando está en movimiento, pero también puede tener energia potencial, que es la energia asociada con la posición del objeto.
Energia Potencial, ejemplo: un pesado ladrillo sostenidoen alto tiene energia potencial debido a su posición en relación al suelo. Tiene la capacidad de efectuar trabajo porque si se suelta caerá al piso debido a la fuerza de gravedad, pudiendo efectuar trabajo sobre otro objeto que se interponga en su caída.
Un resorte comprimido tiene energia potencial. Por ejemplo, el resorte de un reloj a cuerda transforma su energía efectuando trabajo para moverel horario y el minutero.
Hay varios tipos de energía potencial: gravitacional, elástica, eléctrica, etc.
Energía cinética
Supongamos que F es la resultante de las fuerzas que actúan sobre una partícula de masa m. El trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valor final y el valor inicial de la energía cinética de la partícula.

En la primera línea hemos aplicado la segundaley de Newton; la componente tangencial de la fuerza es igual a la masa por la aceleración tangencial.
En la segunda línea, la aceleración tangencial at es igual a la derivada del módulo de la velocidad, y el cociente entre el desplazamiento ds y el tiempo dt que tarda en desplazarse es igual a la velocidad v del móvil.
Se define energía cinética como la expresión

El teorema del...