Trabajo (física)

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 T=Fx*d

Trabajo Resultante Es cuando varias fuerzas actúan sobre

un cuerpo en movimiento y por lo tanto el trabajo resultante, neto o total es la suma algebraica de los trabajos realizados por cada fuerza individual.

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una 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 se simboliza como ΔW.

Matemáticamente se expresa como:

W= F * D= FD COS

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.

Unidades de trabajo

Sistema Internacional de Unidades Artículo principal: 

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

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.

3.a) Concepto y definición de energía

La definición de fuerza que hemos adoptado es la de la manifestación puntual de cualquier tipo de energía, es decir, la fuerza es la energía donde ésta se manifiesta. El problema de la definición del concepto de fuerza se ha trasladado a la definición de energía.

Según Wikipedia la definición de energía en física es la capacidad para realizar un trabajo. Además existen definiciones o conceptos de energía según nos encontremos en diferentes ramas de la Física Clásica o en la Física Relativista oMecánica Cuántica.

Un tema importante dentro los comentarios de Wikipedia sobre el concepto de energía, con el que estoy totalmente de acuerdo en principio, es que mantiene que la energía no es una sustancia intangible ni un sistema físico real sino una propiedad de dichos sistemas físicos. El problema de la ciencia moderna es que las definiciones clásicas no se mantienen porque no acaban de cuadrar con el avance del conocimiento científico y como no existe un modelo alternativo se acaban desvirtuando.

En un contexto donde aparecen nuevas dimensiones y la realidad depende del observador, a mí me cuesta saber qué son los sistemas físicos y cuáles son los sistemas abstractos, imaginarios o incluso psicológicos.

No obstante, la nueva definición de energía no está exenta de problemas, por estar relacionada con el movimiento tendrá que adecuarse a cada uno de los tipos de movimiento de la Dinámica Global. En el siguiente apartado lo dedicaré a examinar los tipos de energía para comprobar que se sigue cumpliendo aquello de que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

Después, se profundizará en el análisis de la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía mecánica, teniendo en cuenta sus relaciones con el efecto Merlín.

Energía = masa * aceleración * espacio  [ ¿ ]

El principal problema del concepto de energía es sus dimensiones físicas, pues considero que la energía necesaria para mantener la aceleración de una masa a lo largo de un espacio depende de la situación inicial y orientación espacial del movimiento respecto al sistema natural de referencia.

Dicho de otra forma, las dimensiones actuales del concepto de energía no nos permiten definir una unidad de energía única u objetiva. Se debe de añadir el contexto físico a las dimensiones actuales. En principio dicho contexto de la situación inicial debe incluir al menos las condiciones de gravedad y velocidad o, mejor aún, una situación física en reposo dentro de su sistema o marco de referencia natural o privilegiado.

Energía potencial Es la energía que se le puede asociar a un

cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campo de fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se define como el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia (nivel de tierra) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energía potencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversos contextos de la física son:

La energía potencial gravitatoria asociada a la posición de un cuerpo en el campo gravitatorio (en el contexto de la mecánica clásica). La energía potencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorio constante viene dada por:  donde h es la altura del centro de masas respecto al cero convencional de energía potencial.

Energía cinética de una masa puntual

La energía cinética es un concepto fundamental de la física que aparece tanto en mecánica clásica, como mecánica relativista y mecánica cuántica. La energía cinética es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partículas del sistema. Su expresión varía ligeramente de una teoría física a otra. Esta energía se suele designar como K, T o Ec.

El límite clásico de la energía cinética de un cuerpo rígido que se desplaza a una velocidad v viene dada por la expresión:

EC=