Energía

MATERIAL N°20




FÍSICA COMÚN
Resumen Libro N°5 Energía

Trabajo Mecánico (w)


El trabajo mecánico que se realiza sobre un cuerpo puede ser positivo o negativo. Cuando
sobre el cuerpo se ejerce una fuerza, esta puede actuar a favor o en contra del movimiento
del cuerpo. Si es a favor entonces el cuerpo recibe energía, y si es en contra, el cuerpo
pierde energía, y el trabajo sobre el cuerpo es negativo.


w(J): trabajo.
W = F · d · cos  F(N): fuerza.
d(m): desplazamiento.
: ángulo que forma el vector F con el vector d.


Debido a que en la ecuación aparece la función cos  hay que considerar que ésta se hace
cero cuando  = 90°. Por lo tanto, cuando la fuerza aplicada al cuerpo es perpendicular al
desplazamiento de este; el trabajo será cero.

Si el ángulo es menor de 90° la función cos  es distinta de cero y el trabajo es positivo.

Específicamente si el ángulo es 0°, es decir fuerza y desplazamiento son paralelos y se
ejercen en el mismo sentido, entonces el trabajo se obtiene como w = Fd

Si el ángulo entre fuerza y desplazamiento se ubica entre los 90° y los 270° el cos  es
negativo y por lo tanto el trabajo es negativo.

Entonces, se tiene trabajo positivo si la fuerza actúa en el sentido del movimiento, y cuando
actúa en contra de este movimiento el trabajo es negativo.

El trabajo también puede ser cero cuando la fuerza traslada a un cuerpo de modo que el
cuerpo vuelve al punto de partida, es decir, en una trayectoria cerrada, porque en este caso
el desplazamiento mide cero.




1

, Potencia Mecánica (P)

La potencia mecánica se define como la rapidez con la que se realiza un trabajo o también
se puede describir la potencia como la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo.
Es una magnitud escalar al igual que el trabajo. De lo anterior, la potencia es:


P(W): potencia.
w w(J): trabajo.
P = [W ]
t t(s): tiempo.


 J o u le 
1 [W a tt] = 1  
segundo 




Energía Cinética (EC)

Es la energía asociada a cualquier cuerpo que está en movimiento respecto a un sistema de
referencia. Como todas las energías es una magnitud escalar, y no puede tomar valores
negativos.
De la ecuación se observa que la energía cinética es directamente proporcional con la
velocidad al cuadrado. Esto quiere decir que si la velocidad se duplica, por ejemplo,
entonces la energía cinética se cuadruplica.


1
EC = · m · v2
2



Relación entre el trabajo neto y la variación de energía cinética

El trabajo realizado por la fuerza neta siempre es igual a la variación de la energía cinética.

1  2 2 
WNETO = EC (final) – EC (inicial) W n e to = ·m · v  vi
2  F 


Energía potencial gravitatoria

Esta energía es la que posee un cuerpo debido a la posición que tiene respecto a un sistema
de referencia dado. Esta energía puede ser cero o tomar valores negativos y positivos.

Ep(J): energía potencial.
EP = m · g · h m(kg): masa.
h(m): altura.




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