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FUERZA, TRABAJO Y

ENERGIA

La fuerza

La fuerza es un concepto difcil de definir, pero muy conocido. Sin que nos

digan lo que es la fuerza podemos intuir su significado a travs de la

experiencia diaria.

Fuerza para levantar pesas.

Una fuerza es algo que cuando acta sobre un cuerpo, de cierta masa, le

provoca un efecto.

Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie,

al empujar algn cuerpo slido, al tirar una locomotora de los vagones, al

realizar un esfuerzo muscular al empujar algo, etctera siempre hay un efecto.

El trabajo

En mecnica clsica, se dice que una fuerza realiza trabajo cuando altera el

estado de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo

ser equivalente a la energa necesaria para desplazarlo1 de manera acelerada.

El trabajo es una magnitud fsica escalar que se representa con la letra \ W

(del ingls Work) y se expresa en unidades de energa, esto es en julios o

joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.

Ya que por definicin el trabajo es un trnsito de energa,nunca se refiere a l

como incremento de trabajo, ni se simboliza como

La energa

Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se

trasladan y que las mquinas y herramientas realizan las ms variadas tareas.

Todas estas actividades tienen en comn que precisan del concurso de la

energa.

La energa es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta

en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

La energa se manifiesta en los cambios fsicos, por ejemplo, al elevar un

objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.

La energa est presente tambin en los cambios qumicos, como al quemar un

trozo de madera o en la descomposicin de agua mediante la corriente

elctrica

Clases de energa

Energa solar:

La Energa solar es la que llega a la Tierra en forma de radiacin

electromagntica (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente

del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusin nuclear. El

aprovechamiento de la energa solar se puede realizar de dos formas: por

conversin trmica de alta temperatura (sistema fototrmico) y por conversin

fotovoltaica (sistema fotovoltaico).

Energa elica:

La Energa elica es la energa cintica producida por el viento. se transforma

en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento

especiales)

Energa hidrulica:

Es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que

posee energa potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer

hasta un nivel inferior, esta energa se convierte en energa cintica y,

posteriormente, en energa elctrica en la central hidroelctrica.

Energa nuclear:

Es la energa almacenada en el ncleo de los tomos, que se desprende en la

desintegracin de dichos ncleos.

Energa trmica:

La Energa trmica se debe al movimiento de las partculas que constituyen la

materia. Un cuerpo a baja temperatura tendr menos energa trmica que otro

que est a mayor temperatura.

Energa qumica:

La Energa qumica es la que se produce en las reacciones qumicas. Una pila o

una batera poseen este tipo de energa. Ej.: La que posee el carbn y que se

manifiesta al quemarlo.

Energa calrica:

La energa calrica, por lo tanto, es el tipo de energa que se libera en forma de

calor. Al estar en trnsito constante, el calor puede pasar de un cuerpo a otro

(cuando ambos tienen distinto nivel calrico) o ser transmitido al medio

ambiente.

EL CALOR

El calor se define como la transferencia de energa trmica que se da entre

diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a

distintas temperaturas, sin embargo en termodinmica generalmente el

trmino calor significa transferencia de energa. Este flujo de energa siempre

ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor

temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se

encuentren en equilibrio trmico (ejemplo: una bebida fra dejada en una

habitacin se entibia).

LA LUZ

La luz es una forma de energa capaz de provocar cambios en los cuerpos. As,

por ejemplo, nuestra piel y la de muchos animales cambia de color cuando se

expone a la luz solar. Tambin es una importante fuente de energa para las

plantas, que la utilizan para fabricarse el alimento.

EL SONIDO

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que se producen

cuando las oscilaciones de la presin del aire, son convertidas en ondas

mecnicas en el odo humano y percibidas por el cerebro. La propagacin del

sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones

de presin.1 En los cuerpos slidos la propagacin del sonido involucra

variaciones del estado tensional del medio.

La corriente elctrica

Lo que conocemos como corriente elctrica no es otra cosa que la circulacin

de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se

mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de

fuerza electromotriz (FEM).

EL MAGNETISMO

El magnetismo o energa magntica es un fenmeno fsico por el cual los

objetos ejercen fuerzas de atraccin o repulsin sobre otros materiales. Hay

algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnticas

detectables fcilmente como el nquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que

comnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos,

de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magntico.

El magnetismo se da particularmente en los cables de electro matizacin.

Lneas de fuerza magnticas de un imn de barra, producidas por limaduras de

hierro sobre papel.

El magnetismo tambin tiene otras manifestaciones en fsica, particularmente

como uno de los 2 componentes de la radiacin electromagntica, como por

ejemplo, la luz.

El campo magntico

Un campo magntico es una descripcin matemtica de la influencia magntica

de las corrientes elctricas y de los materiales magnticos. El campo

magntico en cualquier punto est especificado por dos valores, la direccin y

la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial.

Usos de los imanes

Un imn, por definicin, es algo que atrae el hierro y atrae o repele otros

imanes. Los imanes han sido conocidos por las civilizaciones por

aproximadamente 2.500 aos. Uno de los primeros usos de los imanes fue

determinar la direccin. La Tierra misma es un gran imn. Por eso, cuando un

pequeo trozo de imn est suspendido en el aire, se alinear en una

determinada direccin, apunta hacia los polos Norte y el Sur. Los imanes se

producen de forma natural y tambin se puede hacer artificialmente. Tienen

funciones comerciales, industriales y domsticas.

Magnetismo terrestre:

El campo magntico terrestre (tambin llamado campo geomagntico), es el

campo magntico que se extiende desde el ncleo interno de la Tierra hasta el

lmite en el que se encuentra con el viento solar; una corriente de partculas

energticas que emana del Sol

LAS MAQUINAS

Una mquina es un conjunto de elementos mviles y fijos cuyo funcionamiento

posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energa o realizar un

trabajo con un fin determinado, al conjunto de mquinas que se aplican para un

mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

Maquinas simples:

La palanca:

La palanca es una mquina simple cuya funcin es transmitir fuerza y

desplazamiento. Est compuesta por una barra rgida que puede girar

libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecnica que se aplica a un objeto,

para incrementar su velocidad o distancia recorrida, en respuesta a la

aplicacin de una fuerza.

La rueda:

La polea:

Una polea es una mquina simple, Un dispositivo mecnico de traccin, que sirve

para transmitir una fuerza. Adems, formando conjuntos aparejos o

polipastos sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover

un peso.

Segn la definicin de Hatn de la Goupillire, la polea es el punto de apoyo de

una cuerda que movindose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa

actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.

Las mquinas y el hombre

Un simple anlisis de la estructura psicolgica del ser humano nos muestra que

una mquina nunca podr superarnos en inteligencia, motivacin, altruismo,

sentimientos, creatividad, conciencia, es decir, en las cualidades ms elevadas

del ser humano. En fuerza s, en velocidad de clculo s, en precisin s, en

inteligencia nunca.