LA ENERGIA: EL MOTOR DE LAS COSAS

INTRODUCCION (LA ENERGIA: EL MOTOR DE LAS COSAS)

La energía es uno de los temas más importantes para la comprensión y valoración del medio ambiente. Pero muchas veces no sabemos con claridad qué es energía, qué transformaciones tiene, cómo se usa en el mundo moderno y más importante aún, qué debe hacer el hombre para impedir su mal uso. Siendo la energía un tema tan importante en la actualidad mundial, en este Objeto de Aprendizaje decidimos tratarlo desde los múltiples conceptos de energía que conocemos y utilizamos en la cotidianidad. Con la idea de generar una conciencia sobre el cuidado, valor y preservación de las fuentes de energía que permiten la vida en el planeta.

Piensa por un momento en la siguiente afirmación: SIN ENERGÍA NO EXISTIRÍA NADA. LA ENERGÍA ESTÁ EN TODAS PARTES Y TODO LO QUE OCURRE IMPLICA UN CAMBIO DE UNA FORMA DE ENERGÍA A OTRA.

Cuando usted va a un gimnasio con el pretexto de “estar en forma”, observa que este tiene una infinidad de máquinas que tienen como propósito el de eliminar grasa (energía acumulada); pero en todas ellas se requiere que usted realice trabajo, genere un desgaste de energía y por ende haga un esfuerzo físico.

Al hablar de TRABAJO, entendemos que tenemos que utilizar nuestros músculos gastando una cantidad de energía o hacer un cierto esfuerzo para realizar una tarea. Pero esto es el concepto más bien biológico del trabajo. Por lo tanto, el concepto del trabajo podría plantearse en enfoques diversos, uno de ellos sería: “el trabajo es la materialización de toda actividad humana aplicada sobre una determinada materia, a través del uso de herramientas o no, con un objetivo predeterminado como resultado final del proceso, que se traduce por lo general en una remuneración”. Muchas veces suele llamarse trabajo a ciertas actividades que, desde el punto de vista de la física, no pueden ser clasificadas como tal. Para muchos es natural que se utilicen ciertas palabras propias de un lenguaje coloquial para señalar situaciones cotidianas, pero que en la física tienen un significado distinto. En el lenguaje popular o corriente la expresión TRABAJO se aplica a cualquier esfuerzo físico o mental que se hace en orden al producir un determinado resultado. Así por ejemplo, cuando una persona intenta levantar una piedra sin lograrlo, se dice que ha trabajado mucho y a los estudiantes se les oye decir: me costó mucho aprender, entender y comprender el texto de física; se dice que una secretaria "trabaja", cuando en realidad lo que hace es cumplir las obligaciones que le corresponden. Otro ejemplo muy común ocurre cuando una persona se encuentra pasando una difícil situación económica, en ese tipo de casos también se suele decir que esa persona está pasando trabajo. Por ejemplo, cuando una persona no tiene el suficiente dinero como para comer completo, se dice que está pasando "trabajo". Esta situación puede ser difícil de sobrellevar, no representa ningún trabajo. Otro ejemplo, ocurre cuando un chofer de taxi dice que está trabajando. Puede ser que el taxista esté ganando dinero, pero desde el punto de vista de la física no está realizando trabajo.

En fin, En toda idea de trabajo intervienen siempre como elementos una fuerza, un cuerpo (objeto), un punto material al que se aplica la fuerza y un efecto obtenido que se manifiesta por un desplazamiento del punto o cuerpo en la dirección de la fuerza aplicada; son efectos de trabajo mecánico: empujar una nevera para cambiarla de sitio, levantar un ladrillo para colocarlo sobre una mesa, arrastrar una caja, etc... Analicemos la siguiente situación: “subir un ladrillo desde el sótano hasta el primer piso de una casa, es realizar un cierto trabajo, subirlo hasta el segundo piso se considera doble trabajo; y hasta el tercero triple trabajo. También se considera que el trabajo es tanto mayor en cuanto más ladrillos haya que subir. Subir 10 ladrillos un piso equivale a subir 10 pisos con un ladrillo o a subir con 5 ladrillos dos pisos”. En la situación planteada hay que fijarse en dos cosas: primero, que la persona que realiza el trabajo ejerce una fuerza; de conformidad con lo expuesto, el trabajo podría definirse como: el esfuerzo producido por una fuerza, cuando se mueve en el punto material a que se aplica en la dirección de ella.

Para que exista trabajo, desde el punto de vista de la física, es necesario tomar en cuenta dos factores. La fuerza que se aplica sobre el cuerpo que se considera, y la distancia recorrida por efecto de la fuerza que se aplica. Sin embargo, también debe considerarse un detalle, el desplazamiento que se produce debe tener la misma dirección de la fuerza aplicada. Por tanto, se define trabajo como el proceso a través del cual una fuerza que actúa sobre un cuerpo, produce el desplazamiento del mismo. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a un cuerpo para moverlo. Pero hay que tener en cuenta también, que la dirección de la fuerza puede o no coincidir con la dirección sobre la que se está moviendo el cuerpo. El trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro. El trabajo es una magnitud (cantidad) física escalar que se representa con la letra (del inglés Works).

En forma de ecuación:, donde W denota trabajo, es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento (distancia) neto d. Este es el trabajo efectuado por una fuerza constante. En forma más general se escribe: W=F*d*cos ( ), donde F es la magnitud de la fuerza constante, d es el desplazamiento del objeto y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento neto, notemos que F*cos ( ) es justamente la componente de la fuerza F paralela a d.

Saber Hacer y Saber Convivir: (Actividad 1)

De acuerdo a lo anterior analizo, discuto y explico con mis compañeros las siguientes situaciones relacionadas con el concepto de trabajo:

• ¿Cómo una persona puede hacer un gran esfuerzo físico al empujar un objeto que permanece inmóvil y no realizar trabajo alguno?

• Un hombre que cuelga de una cuerda ¿está realizando trabajo o está pasando trabajo?

• Una mesera que lleva una bandeja ¿está realizando algún trabajo?

• Si un hombre de pie hala a su gato que está en el piso por una distancia de 20m, ejerciendo una fuerza de magnitud igual a 100 Newton ¿por qué el trabajo realizado no es igual a 2000 joule?

• Transportar un bulto de cemento por una carretera horizontal

• Transportar el mismo bulto por una rampa que forma un ángulo de 30º con la horizontal

• Ascender

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