Bienvenidos al Blog de Física Grado Sexto

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sábado, 22 de marzo de 2014

Trabajo y energía

Trabajo
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 \ W (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=\vec {F} \cdot \vec {d}\ = F \cdot d \cdot \cos\alpha
Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y Descripción: \alpha 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.
Energía



En física, la energía es una magnitud escalar que se define como la capacidad que tiene un sistema o un ente físico para realizar un trabajo.

En la física clásica se definen diversos tipos de energía, todos ellas siempre relacionados con el concepto de trabajo:

Algunos ejemplos de energía:

Energía mecánica, que es la combinación o suma de los siguientes tipos:
Energía cinética: debido al movimiento, que, a su vez puede ser,

Energía cinética de traslación: Ec = (1/2) mv²
Energía cinética de rotación: Ec = (1/2) Iω²

Energía potencial: la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas conservativo como por ejemplo:
Energía potencial gravitatoria: Epg = mgh
Energía potencial elástica, debida a una deformación elástica: Epe = (1/2) kx²

Energía potencial eléctrica de una carga: W = q.V
Energía del campo eléctrico: W = ∫(1/2) E.D
Energía eléctrica, como resultado de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos
W = I.V

Energía en forma de calor, como la cantidad de energía que una porción de materia puede intercambiar en virtud de una diferencia de temperaturas: Q = mc (t₂-t₁)

En termodinámica:
Energía interna = suma de la energía mecánica de las partículas constituyentes de un sistema
Energía térmica = energía liberada en forma de calor, obtenida mediante la combustión.

En electromagnetismo:
Energía electromagnética: es la energía que poseen las ondas electromagnéticas debida al campo eléctrico: W = ∫(1/2) E.D, y magnético, W = ∫(1/2) B.H

Toso estos tipos de energía obedecen a un principio general denominado principio de conservación de la energía, que en síntesis viene a expresar que la energía no se crea ni se destruye sino que se transforma, es decir, que siempre que una cantidad de cualquier clase de energía desaparece, se convierte en una cantidad equivalente de otra clase de energía.

Este principio de conservación de la energía recibe nombres especiales en algunos casos, como por ejemplo:

- El teorema de Bernouilli en Hidrodinámica
- El primer principio de Termodinámica
- La ley de Ohm generalizada en Electrocinética
- El teorema de Poynting en Electromagnetismo

Todos estos teoremas, principios o leyes no son ni más ni menos que la expresión del principio de conservación de la energía aplicado a determinados procesos fisicos.



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