Recurso educativo

2. Relación ente Trabajo, Energía y
Potencia
 En cualquier proceso físico o químico se producen
transformaciones en las cuales la energía de un sistema
puede transformarse en trabajo u otro tipo de energía o
bien, un trabajo hecho sobre el sistema puede
transformarse en energía.
 Por ejemplo en los aerogeneradores, la energía del viento
hace girar las palas produciendo un trabajo. Este trabajo
por medio de un generador se transformará en energía
eléctrica.

3. • En cualquier aplicación práctica va a ser muy importante conocer la rapidez
con que se puede transmitir un trabajo o una energía.
• Es decir, por mucha energía que seamos capaces de obtener de un sistema,
esa transformación no será útil si la velocidad con la que la energía es
aportada al sistema no es suficiente para cubrir nuestras necesidades. Para
ello se define la magnitud potencia. (la rapidez con la que se realiza un
trabajo)

4. ¿Qué es el Trabajo?
 En la ciencia, la palabra trabajo tiene un significado
diferente al que puedes estar familiarizado.
 La definición científica del trabajo es: el uso de una
fuerza para mover un objeto en una distancia (cuando
ambas: la fuerza y el movimiento del objeto están en la
misma dirección.)

5. Entonces:
¿Cuándo se realiza Trabajo?

7. ¿Dónde ocurre trabajo?
Ejemplos:
 Un Fisicoculturista levanta 150 kg por encima de su
cabeza.
 Una madre lleva a su bebé de habitación en
habitación.
 Un padre lleva un bebé en un carro.
 Una mujer lleva una bolsa de 20 kg de comestibles a
su coche.

8. Requisitos para realizar un
trabajo
 1.- Debe haber una fuerza aplicada
 2.-La fuerza debe ser aplicada a través de cierta
distancia (desplazamiento)
 3.-La fuerza debe tener una componente a lo largo del
desplazamiento. Es decir, si la fuerza y la distancia van
en la misma dirección, la fuerza hace trabajo positivo.
Si la fuerza y la distancia van en la dirección
opuesta, lafuerza realizatrabajonegativo.

9. Trabajo = Fuerza x desplazamiento

10. W= F x D
 Trabajo = fuerza x distancia
Ejercicio: Si un hombre empuja
un bloque de hormigón en
una distancia de 10 metros
con una fuerza de 20 N, cual
es la cantidad de trabajo que
ha hecho?

11. W= F x D
Trabajo = fuerza x distancia
Calcule: Si un hombre empuja
un bloque de hormigón en
una distancia de 10 metros
con una fuerza de 20 N,
cual es la cantidad de
trabajo que ha hecho?
200 joules
(W = 20N x 10m)

12. Cuando no hay trabajo
 Si la fuerza no está en la dirección del desplazamiento,
la fuerza no realiza trabajo.
 La tensión de la cuerda es hacia el centro del círculo.
 La pelota se mueve a lo largo de la circunferencia del
círculo.
 Por lo tanto, no hay trabajo.

14.  Usted hace un trabajo al levantar una
caja, ya que recorre una distancia del
piso hacia arriba y ejerce una fuerza.
 Pero cuando usted lleva esa caja alzada
y la traslada no hace trabajo ya que la
fuerza va perpendicular a la dirección.
Según la figura cuando se lleva una caja
en una habitación, la fuerza sobre la caja
es perpendicular a la dirección de la
caja. Ningún trabajo se hace en la caja
por la fuerza de sujeción hacia arriba.

15. Según la figura, se esta
haciendo un trabajo.
Explicación:
Usted puede hacer el
trabajo en sus músculos,
pero no en la pared.

16. Conclusión

17. POTENCIA
 La potencia es la velocidad a la que se realiza trabajo.
 Potencia = Trabajo * / Tiempo
* (fuerza x distancia)
 La unidad de potencia es el Watts. ( W )

18. Pepe y Paco hacen la misma
cantidad de trabajo sino que
aplican la misma fuerza para
levantar la misma barra a la
misma distancia por encima
de sus cabezas.
Sin embargo, Pepe es el más
poderoso ya que hace el
mismo trabajo en menos
tiempo.
i
Potencia y el tiempo son
nversamente proporcionales.

19. Para expresar la rapidez con que
hacemos un trabajo, se utiliza el
concepto de potencia.
Entonces podemos decir que:
 UNA MÁQUINA ES MÁS POTENTE QUE OTRA, SI ES
CAPAZ DE REALIZAR EL MISMO TRABAJO EN MENOS
TIEMPO.

21. Matemáticamente
 En las unidades del SI, se utiliza el vatio o watts:
 1 W = 1 J / s.
 En unidades inglesas, usamos caballos de fuerza:
 1 hp = 746 W

22. Energía
 La energía se define como la capacidad que tienen
los cuerpos o sistemas de producir cambios
en sí mismos o en otros, en forma de trabajo
mecánico y/o calor
 Utilizamos el símbolo E para representar la energía.
 Energía tiene las mismas unidades que el trabajo:
 Joule para SI.

23. Energía
Hay varios tipos de energía:
La energía cinética es la energía asociada al movimiento
de un objeto.

24. Energía cinética
La fórmula de la energía cinética es:
Donde:
 m= es la masa del objeto
 v= es la velocidad

25. Energía cinética
 En el Ejemplo 3.5
calculamos el
trabajo que se
realiza en un coche
de 1.000 kg, ya que
acelera de 0 a
27m/s. Encuentre la
energía cinética del
vehículo cuando La
velocidad es 27m / s.
RESPUESTA:
El problema nos da:

26. Energía
La energía potencial es la
energía asociada con la
posición del sistema o la
orientación.

27. ENERGÍA POTENCIAL:
La energía potencial implica que debe haber un
potencial para realizar un trabajo.
 El trabajo puede ser realizado por el cuerpo
después de haber caído a una altura ( h ),por lo
tanto el cuerpo tiene una energía potencial igual
al trabajo externo necesario para elevarlo. A partir
de estos datos se puede calcular la energía
potencial
EP=mxgxh
m= masa
g= gravedad
h= altura

28. ¿ Un auto se eleva en una plataforma ,para reparaciones en
una estación de servicio aumentara la energía potencial en
relación al suelo?
Sí.
No.
A veces.
No hay suficiente información.
RESPUESTA:
Si, el auto es dos veces más pesado, el aumento de la
energía potencial sería el doble.

29. Energía Potencial
gravitatoria
La energía potencial gravitatoria es igual al trabajo
realizado por la gravedad.
Esta energía depende del peso del objeto y de la altura.
EPG= peso x altura.
Si tiene que levantar un objeto, se debe aplicar una fuerza
al menos igual al peso del objeto.

30. Energía potencial elástica

31. Trabajo para Estirar o
Comprimir un Resorte
Trabajo
Distancia
½ k x2 = Wresorte
Fuerza