Trabajo y Energia

TRABAJO
Trabajo en física no es lo mismo que en el lenguaje coloquial. La diferencia fundamental es que en
el lenguaje coloquial el trabajo es el producto de una persona, o de un animal o de un cuerpo. En
física, trabajo es un atributo de una fuerza (voy a volver sobre esto, que es muy importante). Se
suele representar con L o con W, y con un subíndice se aclara la fuerza a la que pertenece eltrabajo expresado. Por ejemplo: WF (el trabajo de la fuerza F) o WRes (el trabajo de la fuerza
Resultante) y así.
Para que haya un trabajo distinto de cero tiene que haber un desplazamiento del cuerpo sobre el
que se ejerce la fuerza. Por ejemplo en la situación siguiente:

Se define el trabajo de la siguiente marera (válida exclusivamente para fuerzas constantes):

WF = F . ∆x . cos α

¡sólo parafuerzas constantes!

donde F es el módulo (la intensidad) de la fuerza, ∆x es el módulo (el largo) del desplazamiento,
y α es el ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento.
El trabajo es un escalar, o sea un número (con su unidad) que nos indica cuánto aporta una
fuerza a desplazar un cuerpo. El trabajo no tiene dirección ni sentido, no es un vector... es un
escalar.
Las unidades en las quese miden los trabajos deben surgir del producto de las unidades en las
que se miden las fuerzas, N, por las unidades en las que se miden los desplazamientos, m, por las
unidades en las que se miden los cosenos (ninguna).
[W] = N . m = J

(Joule)

por tratarse de una magnitud de suma importancia, la unidad con la que se mide recibe nombre
propio, adoptado en honor al físico James Prescott Joule(1818-1889) del que ya te voy a volver a
hablar.
Supongamos que tenemos un cuerpo que se desplaza un cierto ∆x sobre el que actúan varias
fuerzas simultáneamente.

James P. Joule

Como el trabajo es un atributo (una característica, una magnitud) de las fuerzas yo podría
plantear y calcular el trabajo de cada una de ellas; por ejemplo el trabajo de F1, o el de P o el
de N... WF1, WF2, WP, WRoz, WN...son todas magnitudes -en principio-calculables. Pero si
pregunto por el trabajo del cuerpo, o por el trabajo de una persona... esas preguntas no tienen
sentido físico.
Incluso la resultante de todas las fuerzas que están actuando, si bien no se trata de una
interacción en el sentido newtoniano de la palabra, no deja de ser una fuerza con todos los
atributos de las fuerzas. Por lo tanto, bienpodría preguntarme por el trabajo de la
resultante... WRes también es -en principio- calculable.

Como F . cos α es la componente de la fuerza que apunta en la dirección del desplazamiento
(habitualmente llamada Fx) la definición podría escribirse así:
WF = Fx . ∆x

¡sólo para fuerzas constantes!

Y cuya representación sería la siguiente:

Fijate que la definición ésta (que es totalmente equivalente ala primera) no considera el trabajo
de la componente de F perpendicular al desplazamiento, Fy. Pero eso es absolutamente coherente
con la definición inicial, ya que la perpendicular al desplazamiento forma con él un ángulo de 90°,
y el coseno de 90° vale 0.
Una característica más: el trabajo es una magnitud que surge de un proceso. Un porceso que
transcurre cierto intervalo de tiempo, y en el quehay algún desplazamiento. No es una magnitud
instantánea, como la velocidad, o la energía, o tantas otras que se definen para un instante de
cierto sistema. Hay quienes lo dicen de este modo: el tranajo no es una función de estado.
Y la última. Es fácil demostrar (no voy a hacerlo) que el trabajo de la resultante es igual a la suma
de los trabajos de cada una de las fuerzas que actúen sobre uncuerpo.
WRes = WF1 + WF2 + WF3 + ... + WFn
Esta propiedad casi pavota es utilísima, porque, como verás más en la siguiente lección existe un
modo alternativo de averiguar el valor del trabajo de la resultante.
CHISMES IMPORTANTES:

•

Si de fuerzas no constantes se tratara, el trabajo se puede calcular fraccionando los
desplazamientos lo más que se pueda, para que en cada pequeña fracción el...