EL TRABAJO y ENERGÍA

La energía es el motor que mueve al mundo. en cualquier cambio que se produce en la naturaleza tiene lugar un intercambio o transformación de energía. El trabajo es un forma de intercambio de energía. Si usted emplea en la mañana levantando cajas del piso o de un depósito para llevarlas a un camión, termina cansado y hambriento. Necesita comer para "ganar más energía". De alguna forma, la energía de la comida será transferida a la energía necesaría para levantar cajas. empleamos la palabra trabajo para indicar la cantidad de energía que fue transferida de la comida a usted y luego a las cajas.
1. El trabajo
En la mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo. 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.
Si la dirección de la fuerza es igual a la dirección del desplazamiento, la fuerza realiza trabajo mecánico; en este caso el trabajo se calcula como el producto de la fuerza por el desplazamiento. Es decir:

W = F x  d (desplazamiento)

Una fuerza de 1-Kg-f equivale a una fuerza de 9,8 N (Newtons). Si subes 2 Kg de harina a na altura de 1 metro y ejerces sobre él una fuerza de 9,8 N, el trabajo que realiza es:

W = 9,8 N x 2 m ---> 9,8 J

No todas las fuerzas realizan un trabajo. Por ejemplo, el peso actúa sobre todos los cuerpos; sin embargo cuando desplazas un cuerpo en dirección horizotal, el peso no interviene en dicho desplazamiento y por lo tanto no realiza trabajo.

Es posible que un objeto se ejerza una fuerza sin que se desplace. En esta situación, el trabajo realizado por la fuerza es igual a cero.
Sobre un objeto se realiza un trabajo sólo si el objeto se mueve. Si usted sostiene un estandarte pesado a la misma altura durante una hora, puede terminar cansado pero no realiza un trabajo sobre el estandarte. Aún si usted desplaza el estandarte a velocidad constante a la misma altura no realiza trabajo sobre él, porque la fuerza la ejerce hacia arriba mientras que el movimiento es horizontal, de manera que el estandarte no gana energía.
Solamente se realiza trabajo cuando la fuerza y el desplazamiento están a la misma dirección.

GRÁFICA-1

La gráfica-1 de la fuerza versus el desplazamiento de una roca, nos da una descripción del trabajo realizado. La roca se empuja horizontalmente, lo que se requiere una fuerza neta de 20 N, para desplazarla 1,5 m con velocidad constante. El trabajo realizado sobre la roca es el producto de la fuerza y el desplazamiento, W = F x d ---> (20 N)(1,5 m) = 30 J. El área bajo la curva de la gráfica-1 de fuerza versus el desplazamiento representa el trabajo realizado. Si incrementa el ancho del rectángulo (el desplazamiento) o la altura (la fuerza), se incrementa el trabajo realizado.

LA ENERGÍA

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