Trabajo, energía y potencia

TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA

YAQUELINE ARROYAVE RESTREPO

Profesor:
HECTOR CARVAJAL

INSTITUCIÓN EDUCATIVA MADRE LAURA
ÁREA DE FISICA
MEDELLÍN – ANTIOQUIA
2012

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN
2. DEFINICIÓN DE TRABAJO
3.1 UNIDADES DE TRABAJO
3.2 EL TRABAJO EN LA MECÀNICA
3.3 EL TRABAJO EN LA TERMODINAMICA
3. DEFINICIÓN DE POTENCIA
4.4 POTENCIAMECÁNICA
4.5 POTENCIA ELÉCTRICA
4.6 POTENCIA SONORA
4.7 UNIDADES DE POTENCIA
4. DEFINICIÓN DE ENERGÍA
5.8 LA ENERGÍA EN DIVERSOS TIPOS DE SISTEMAS FÍSICOS
5.9 ENERGÍA POTENCIAL
5.10 ENERGÍA CINÉTICA DE UNA MASA PUNTUAL
5.11 MAGNITUDES RELACIONADAS Y TRANSFORMACION DE LA ENERGÍA
5.12 UNIDADES DE MEDIDA DE ENERGÍA
5. CONCLUSIONES6. GLOSARIO
7. BIBLIOGRAFÍA

1. INTRODUCCION

El trabajo, la energía y la potencia, son temas de suma importancia para los estudiante en la materia de física, pues son fenómenos los cuales deben ser abordados para lograr distinguir los diferentes conceptos que en energía encontramos, tales conceptos son la energía potencial, y la cinética, pues bien resulta meramente importante elsaber distinguir la variación de energía potencial a cinética de una partícula en diferentes puntos de su trayectoria y así en los otros dos temas.

2. DEFINICIÓN DE TRABAJO

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

3.1 UNIDADES DE TRABAJO

Sistema Internacional de Unidades
* Julio o joule, unidad de trabajo en el SI
* Kilojulio: 1 Kj = 103 J

Sistema Técnico deUnidades
* 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 fuerza (foot-pound) (ft-lb)

Otras unidades
* kilovatio-hora
* Caloríatermoquímica (calTQ)
* Termia EEC.
* Atmósfera-litro (atm·L)

3.2 EL TRABAJO EN LA MECÁNICA

Consideremos una partícula  sobre la que actúa una fuerza , función de la posición de la partícula en el espacio, esto es y sea  un desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partícula durante un intervalo de tiempo . Llamamos trabajo elemental, , de la fuerza  durante eldesplazamiento elemental  al producto escalar ; esto es,

Si representamos por  la longitud de arco (medido sobre la trayectoria de la partícula) en el desplazamiento elemental, esto es  , entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado por  y podemos escribir la expresión anterior en la forma

Donde  representa el ángulo determinado por los vectores  y  y  es la componente de la fuerza F enla dirección del desplazamiento elemental.
El trabajo realizado por la fuerza  durante un desplazamiento elemental de la partícula sobre la que está aplicada es una magnitud escalar, que podrá ser positiva, nula o negativa, según que el ángulo  sea agudo, recto u obtuso.
Si la partícula P recorre una cierta trayectoria en el espacio, su desplazamiento total entre dos posiciones A y B puede...