Energía y trabajo

aqui esta el trabajo de fisica para el examen

1. ENERGÍA Y TRABAJO

2. TRABAJO

3. Concepto de trabajo E l   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 en unidades de energía, esto es en  julios  o  joules  (J) en el  Sistema Internacional de Unidades .

4. Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como  incremento  de trabajo, ni se simboliza como  Δ W. 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).

5. 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 el desplazamiento 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

6. Trabajo Es cuando al aplicar una fuerza a un objeto este se mueve. El trabajo se puede definir de manera explicita y cuantitativa cuando:1.- exista una fuerza aplicada 2.- dicha fuerza debe actuar a través de cierta distancia llamada desplazamiento 3.- la fuerza debe actuar a través de cierta distancia llamada desplazamiento. 4.- la fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento y por lo tanto se puede expresar de la siguiente manera: “el trabajo es una cantidad escalar igual al producto de las magnitudes del desplazamiento y de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento, por lo que la expresión matemática del trabajo queda expresada: Trabajo= componente de fuerza * desplazamiento

7. Máquina de vapor El agua se calienta en una caldera, y el vapor asciende por unos tubos y llega a un pistón, obteniéndose energía cinética. Esta energía sale del pistón y llega al condensador en forma de energía o trabajo

8. ENERGIA La energía es algo que se puede convertir en trabajo. En mecánica existen 2 tipos: energía cinética ( Ek o Ec ) y energía potencial (EP). La energía cinética se puede definir a groso modo como la cantidad de energía que adquiere un cuerpo en virtud de su movimiento. Algunos ejemplos pueden ser: un automóvil en marcha, una bala en movimiento, un volante que gira, etc. La energía potencial es la que tiene un sistema en virtud de su posición o condición. Algunos ejemplos son: un objeto que ha sido levantado, un resorte comprimido, una liga estirada, etc.

9. Energía Cinética Es la capacidad de realizar y obtener un trabajo como resultado del movimiento de un cuerpo. Considérese un bloque con una velocidad inicial Vi y que la fuerza f actúa a través de la distancias d, haciendo que la velocidad aumente hasta un valor Vf . Si el cuerpo tiene una masa m, la segunda ley de Newton nos dice que ganará velocidad o aceleración en una propiedad dada por: Aceleración= fuerza/masa Hasta que alcance la velocidad final: 2ad= Vf2-Vi2 (doble producto de la aceleración por la distancia = velocidad final al cuadrado menos la velocidad inicial al cuadrado )

10. Esta ecuación tiene 2 términos, el del lado izquierdo representa el trabajo realizado sobre la masa y el lado derecho es el cambio registrado en la energía cinética como resultado de este trabajo. Por lo tanto, se puede definir a la energía cinética como: Ek = 1/2mV2 (energía cinética= ½ de la velocidad al cuadrado. Energía Cinética

11. Energía Potencial La energía potencial es la energía que posee un sistema en virtud de su posición o condiciones, para que exista energía potencial es necesario que el cuerpo se eleve con una determinada altura, entonces, el trabajo realizado por el sistema es igual a: T= wh (trabajo es igual a peso *altura) T= mgh (trabajo es igual a masa*gravedad*altura) Esta cantidad de trabajo también será realizada por el cuerpo después que a caído una distancia h, por lo que tiene una energía potencial igual en magnitud al trabajo externo realizado para levantarlo; por lo tanto, la energía potencial queda expresada de la siguiente manera:

12. EP= wh = mgh Donde w y m son el peso y la masa de un objeto situado a una distancia h sobre un punto de referencia. Debido a esto, es de suma importancia notar que la capacidad para realizar un trabajo (EP) depende de la altura en base a los puntos de referencia que se determinen. Energía Potencial

13. ¿EN QUÉ SE MIDE EL TRABAJO DE UNA FUERZA ? El trabajo es F por d, de manera que L se medirá en unidades de Fuerza por unidades de distancia. La fuerza la pongo siempre en Kilogramos fuerza o en Newton. La distancia la puedo poner en metros. Así que las unidades de trabajo que más se usan son: [ L] ? Kgf ? m ? Kilográmetro. [ L] ? N ? m ? Joule. Como 1 Kilogramo fuerza son 9,8 Newton, 1 Kilográmetro equivaldrá a 9,8 Joule

14. ¿ Qué tan grande es un trabajo de 1 joule en la vida real ? Bueno, 1 Joule es el trabajo que realiza una fuerza de 1 Newton cuando se desplaza 1 metro. Como 1 N son más o menos 0,1 kilogramos fuerza, si vos tenés algo que pese 100 gramos y lo elevás a 1 m de altura, el trabajo que realizaste vale 1 Joule. En la práctica una calculadora pesa mas o menos 100 gramos. Entonces al levantar una calculadora a una altura de 1 metro, estás haciendo un trabajo aproximado de 1 Joule.

15. ALGUNAS ACLARACIONES * La fuerza es un vector. De manera que daría la impresión de que el producto F.d también tendría que ser un vector. Sin embargo el trabajo no es un vector. El trabajo de una fuerza no apunta para ningún lado. L no tiene ni dirección, ni sentido, ni módulo ni nada de eso. No puedo explicarte por qué esto es así. Por ahora tómalo como que es así. Repito, el trabajo de una fuerza NO es un vector. Es un escalar. * Sólo puede haber L cuando una fuerza se mueve. Una fuerza quieta no puede realizar trabajo. * Hay fuerzas que no realizan trabajo aún cuando se estén moviendo. Es el caso de las fuerzas que se trasladan en forma perpendicular a la trayectoria.