Conceptos Fundamentales de Trabajo, Potencia y Energía en Física
Clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 3,8 KB
Conceptos Fundamentales de Trabajo, Potencia y Energía
Trabajo
La palabra trabajo se reserva para aquellos casos en que la fuerza produce un desplazamiento en la dirección de esta. Se define matemáticamente el trabajo como el producto de la fuerza por el desplazamiento realizado, si ambos tienen la misma dirección:
W = F · Δx
En el Sistema Internacional (SI), la unidad utilizada para medir el trabajo es el julio (J), que se define como el trabajo realizado al aplicar una fuerza de un newton para producir, en la misma dirección de la fuerza, un desplazamiento de un metro:
1 J = 1 N · 1 m
Energía
Se denomina energía a la capacidad que tienen los cuerpos de producir transformaciones, como, por ejemplo, realizar un trabajo. La variación de energía que ha tenido lugar es igual al trabajo realizado.
Potencia
Se define potencia como la rapidez con que se realiza un trabajo:
P = W / T
La unidad de potencia en el SI es el vatio (W), que se define como la potencia necesaria para realizar un trabajo de un julio en un segundo:
1 W = 1 J / 1 s
Rendimiento
Para medir la pérdida de potencia, definimos el rendimiento de una máquina como:
r (%) = (Potencia real / Potencia teórica) · 100
Unidades de Trabajo y Potencia
- Kilovatio-hora (kW·h): Se define como el trabajo realizado por una máquina de 1 kW de potencia durante una hora.
1 kW·h = 103 W / 1 kW · 3600 s / 1 h = 3,6 · 106 J
- Caballo de vapor (CV): Un caballo de vapor equivale a 736 W.
Energía Cinética
La energía cinética se define como la capacidad para efectuar trabajo por medio del movimiento y depende de dos factores: la masa del cuerpo (m) y su velocidad (v).
Ec = 1/2 m · v2
La variación de la energía cinética es igual al trabajo realizado por la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo:
W = Ec2 - Ec1 = ΔEc
Energía Potencial
La energía potencial (Ep) es la energía que posee un cuerpo en virtud de la posición que ocupa; dicha energía es distinta a la que posee en equilibrio.
Energía Potencial Gravitatoria
La energía potencial gravitatoria (Ep) equivale al trabajo que se realiza para elevar un cuerpo hasta una altura h:
Ep = m · g · h
Energía Potencial Elástica
La energía potencial elástica es la que posee un cuerpo elástico que se encuentra comprimido o estirado. Para todas las deformaciones que cumplan la ley de Hooke, la energía potencial elástica almacenada en el cuerpo deformado es proporcional al cuadrado de la deformación:
Ep = 1/2 k · x2
Energía Mecánica
La energía mecánica (Em) es la suma de la energía cinética (Ec) y de la energía potencial (Ep):
Em = Ec + Ep
Principio de Conservación de la Energía Mecánica
En ausencia de fuerzas disipativas (fuerza de rozamiento), la energía mecánica del cuerpo es constante:
Em = Ep + Ec = constante
Principio de Conservación de la Energía
La energía total de un sistema aislado permanece constante. La energía ni se crea ni se destruye; solo se transforma.