Energia Y Trab

Energía

La energía es una propiedad de los cuerpos o sistemas que se relaciona con su capacidad para producir cambios o transformaciones en otros cuerpos o sistemas, o en ellos mismos.

La energía es una magnitud escalar y su unidad en el S.I. es el julio (J).

Formas de energía

La capacidad para producir cambios puede tener diferentes orígenes o estar relacionada con distintas características o situaciones del sistema.

Energía cinética

Es la que tienen los sistemas por encontrarse en movimiento respecto de otros.

Energía potencial

Los sistemas que tienen energía debido a que dentro de ellos existen fuerzas tales que posiciones distintas de las partes del sistema implican diferente capacidad para realizar cambios se dice que tiene energía potencial. Según el tipo de fuerzas que existan entre las partes del sistema (fuerzas interiores) hablaremos de energía potencial gravitatoria, elástica o eléctrica.

El sistema formado por la Tierra y un cuerpo de masa m, situado a cierta altura h, tiene energía potencial gravitatoria:

Un muelle, de constante elástica k, que se ha estirado o comprimido cierta longitud x tiene energía potencial elástica:

A las fuerzas que son la causa de la energía potencial se las llama fuerzas conservativas, porque gracias a ellas se puede "almacenar o conservar" la energía. No todas las fuerzas son conservativas: la fuerza de rozamiento o la que existe entre las partes de un muelle cuando ha perdido su elasticidad son fuerzas no conservativas.

Energía interna

Si pensamos que todos los cuerpos están formados por partículas (átomos, moléculas, iones ...) que se encuentran en movimiento y ejercen fuerzas entre ellas. Habrá que considerar un tipo de energía de origen "submicroscópico" al que llamamos energía interna.

La energía interna depende del tipo de sustancia que forma el sistema y de su temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura de un cuerpo, mayor será su energía interna. Cuando calentamos un cuerpo aumenta su energía interna. Cuando lo enfriamos, disminuye su energía interna.

Energía de la radiación

Es la energía de la luz solar o de cualquier otra radiación.

Unidades de energía

La unidad que se utiliza para medir la energía se llama julio (J) y todas las formas de energía se miden, naturalmente, en esa unidad.

Transferencias de energía

La energía puede transferirse o transmitirse de un lugar a otro o de un sistema a otro. La transmisión de energía de un sistema a otro puede hacerse mediante dos tipos de procesos.

 A la energía intercambiada entre dos sistemas a causa de una diferencia de temperaturas entre ambos se le llama calor.

 Cuando el intercambio de energía se realiza debido a la existencia de fuerzas que desplazan sus puntos de aplicación, a esa energía intercambiada se le llamatrabajo.

Ni el calor ni el trabajo son otras formas de energía como lo pueden ser la energía cinética o la energía potencial gravitatoria. Los cuerpos o los sistemas pueden tener energía, pero no tienen calor ni tienen trabajo. Los cuerpos o sistemas sí pueden intercambiar energía: a la energía intercambiada se le llama calor o se le llama trabajo según que el intercambio de energía se deba a una diferencia de temperatura o a la existencia de fuerzas.

Trabajo

El trabajo que realiza una fuerza constante que actúa sobre un cuerpo que se desplaza una distancia en línea recta es igual al producto escalar de la fuerza por el desplazamiento:

De acuerdo con la definición de producto escalar, la ecuación anterior pude expresarse:

Donde θ es el ángulo que forman ambos vectores.

El producto es la proyección del vector fuerza sobre la dirección del vector desplazamiento. Es por tanto, la componente tangencial de la fuerza.

Es importante recalcar que el trabajo, al igual que la energía, es una magnitud escalar, aunque se calcule usando dos magnitudes vectoriales (fuerza y desplazamiento) y entender que el trabajo puede ser positivo, negativo o cero:

 Si la fuerza tiene una componente

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