Trabajo y Energía
5.1 Trabajo efectuado por una fuerza constante
5.3 El teorema de trabajo-energia: energía cinética
5.5 Conservación de la energía
5.4 Energía potencial
5.6 Potencia
Mecánicamente, el trabajo implica fuerza y desplazamiento
Si no hay movimiento (no hay desplazamiento), no se efectúa trabajo.
El trabajo efectuado por una fuerza constante que actúa sobre un objeto es igual al producto de las magnitudes del desplazamiento y el componente de la fuerza paralelo a ese desplazamiento.
W=Fd
(N*m)= Joule (J)
Cantidad escalar (+ ó -)
La energía es la capacidad para efectuar un trabajo
El trabajo total o neto es el trabajo efectuado por todas las fuerzas que actúan
sobre el objeto.
Teorema trabajo-energía
W = K
El trabajo neto efectuado sobre un cuerpo por todas las fuerzas que actúan sobre él es igual al cambio de energía cinética del cuerpo
Un objeto con energía potencial tiene potencial para efectuar trabajo
El potencial para efectuar trabajo se deriva de la posición o configuración del cuerpo
Energía potencial (U)= Energía de posición
Energía Potencial Gravitacional
Posición se refiere a la altura de un objeto sobre cierto punto de
referencia
Trabajo efectuado por la fuerza externa = Cambio de energía potencial gravitacional
U = mgy
Ley de conservación de la energía total
Punto de refrerencia cero
El valor de la energía potencial en una posición dada depende del punto de referencia utilizado
La diferencia o cambio de energía potencial asociada con dos posiciones es la misma, sea cual fuere la posición de referencia
La energía total de un sistema aislado siempre se conserva
Fuerzas conservativas y no conservativas
Fuerzas consertivas
El trabajo efectuado por una fuerza conservativa depende únicamente de las posiciones inicial y final del objeto.
Fuerzas no consertivas
Una fuerza no es conservativa si el trabajo efectuado por ella para mover un objeto depende de la trayectoria del objeto
El concepto de energía potencial está asociado exclusivamente a fuerzas conservativa
Conservación de la energía mecánica total
La suma de las energías cinética y potencial se denomina energía mecánica total
Ley de conservación de la
energía mecánica
En un sistema conservativo, la suma de todos los tipos de energía cinética y potencial es constante, y equivale a la energía mecánica total del sistema.
El trabajo efectuado por las fuerzas no conservativas que actúan sobre un sistema es igual al cambio de energía mecánica
La rapidez con que se efectúa trabajo
Eficiencia
La unidad SI de potencia es joules por segundo (J/s), pero se da otro nombre a esta unidad: Watt (W):
El trabajo útil producido en comparación con la energía aportada