TRABAJO
ENERGIA POTENCIA
Si efectuamos una fuerza horizontal sobre una caja
apoyada en el suelo, podemos conseguir que ésta se mueva en la dirección y
sentido de la fuerza; decimos entonces que hemos realizado un trabajo. Este
trabajo es directamente proporcional a la fuerza efectuada y a la distancia
recorrida.
El trabajo realizado por una fuerza al desplazarse
en su propia dirección es igual al producto que resulta de multiplicar el
valor de la fuerza por el espacio recorrido. Se representa por W.
El trabajo realizado por una fuerza, al desplazarse
en una dirección cualquiera, es igual al producto que resulta de multiplicar
tres factores: el valor de la fuerza, el espacio recorrido y el coseno del
ángulo formado por las direcciones de la fuerza y el espacio.
Unidades de
trabajo
Sistema giorgi.- La unidad de trabajo en el
sistema giorgi se denomina «julio».
Julio es el trabajo efectuado por una fuerza de un
Newton al desplazarse un metro en su propia dirección.
Se representa por J.
Julio = newton · metro ; J = N · m
Sistema cegesimal.- La unidad de trabajo en el
sistema cegesimal se denomina «ergio».
Ergio es el trabajo efectuado por una fuerza de una
dina al desplazarse un centímetro en su propia dirección.
Se representa por erg.
Ergio = dina · centímetro ; erg = dyn · cm
Sistema técnico.- La unidad de trabajo en el sistema
técnico se denomina «kilográmetro ».
Kilográmetro es el trabajo efectuado por una fuerza
de un kilogramo-fuerza al desplazarse un metro en su propia dirección.
Se representa por kgm.
Kilogrametro = kilogramo-fuerza · metro ; kgm = kgf · m
Equivalencia entre las unidades.- La equivalencia entre las tres
unidades de trabajo se puede obtener fácilmente, sin más que considerar la
relación existente entre las correspondientes unidades de fuerza y
longitud. Así:
1 J = 1 N · 1 m = 105 dyn · 102 cm
= 107 dyn · cm = 107 erg
1 J = 107 erg
1 kgm = 1 kgf · 1 m = 9,8 N
· 1 m = 9,8 N · m = 9,8 J
1 kgm = 9,8 J
1 kgm = 9,8 · 107 erg
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ENERGIA
Energía es la capacidad que tienen los cuerpos de producir
trabajo.
La
energía se manifiesta en muy diversas formas: mecánica, calorífica, eléctrica,
luminosa, química... Hasta hace pocos años se pensaba que materia y energía
eran dos entes de naturaleza completamente distinta; sin embargo, a principios
del presente siglo, el fisicoa mericano Albert Einstein, en su Teoría de la
Relatividad, afirmó que la masa se puede trasformar en energía. Esta
conclusión, a la que Einstein llegó por procedimientos teóricos, fue confirmada
más tarde por la experiencia: la bomba atómica, por ejemplo, no es más que un
dispositivo para trasformar en energía una pequeña masa de un material
radiactivo. En consecuencia, podemos afirmar: La masa es una forma de
manifestación de la energía.
La
cantidad total de energía existente en el Universo es siempre la misma, hecho
que constituye el «Principio de conservación de la energía»:
La energía no se crea ni se destruye, solamente se trasforma.
Considerando
que una energía se mide por la cantidad de trabajo que es capaz de
producir, las unidades de energía son idénticas a las unidades de
trabajo, anteriormente enunciadas.
Energía mecánica
Es
la energía que posee un cuerpo por causas de origen mecánico.Fundamentalmente,
se distinguen dos tipos de energía mecánica:
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Energía
potencial o de posición.
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Energía
cinética o de movimiento.
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Energía potencial
Por
el simple hecho de ocupar una determinada posición dentro del campo
gravitatorio terrestre, un cuerpo posee una energía, ya que si se le permite
caer es capaz de efectuar un trabajo. Esta energía se denomina «energía
potencial gravitatoria».
Energía potencial es la que posee un cuerpo por el hecho de ocupar
una determinada posición dentro de un campo gravitatorio. Se
representa por Ep.
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Para
evaluar la energía potencial que posee un cuerpo de masa m,
situado a una altura h en el campo gravitatorio terrestre,
nos apoyaremos en el Principio de conservación de la energía. Según él la
energía potencial considerada es igual al trabajo que ha sido preciso
efectuar para elevar el cuerpo a la expresada altura.
Considerando
que la fuerza que hay que vencer para elevar el cuerpo es su propio peso:
F
= P = m · g
y
que el camino recorrido es la altura h, el trabajo realizado
-esto es, la energía potencial del cuerpo- es:
Ep = W = F · e = (m · g)
h = m · g · h
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POTENCIA
Si
elevamos una piedra de 20 kgf a 0,8 m de altura, habremos realizado un trabajo:
W
= 20 kgf · 0,8m = 16 kgm
Este
trabajo es el mismo, independientemente del tiempo que se haya empleado en
efectuarlo; sin Embargo, la efectividad de una máquina, o de cualquier otro
sistema mecánico, no sólo depende del trabajo que realiza, sino también del
tiempo que emplea en llevarlo a cabo. Con objeto de evaluar esta efectividad,
definimos una nueva magnitud física denominada «potencia».
Potencia es el cociente entre el trabajo desarrollado por una
fuerza y el tiempo empleado en realizarlo. Se representa por P.
Unidades de potencia
Sistema
giorgi.-
La
unidad de potencia en el sistema giorgi se denomina «vatio».
Vatio es la potencia desarrollada cuando se realiza un trabajo de
un Julio en un segundo.
Se representa por W.
Se representa por W.
El
vatio posee un múltiplo, denominado kilovatio, que equivale a 1.000
vatios y se representa por kW.
1
kW = 1.000 W
Sistema
cegesimal.-
La
unidad de potencia en el sistema cegesimal se denomina «ergio por segundo».
Ergio por segundo es la potencia desarrollada cuando se realiza un trabajo de un ergio en un segundo.
Ergio por segundo es la potencia desarrollada cuando se realiza un trabajo de un ergio en un segundo.
Sistema
técnico.-
La
unidad de potencia en el sistema técnico se denomina «kilográmetro por
segundo».
Kilográmetro por segundo es la potencia desarrollada cuando se
realiza un trabajo de un
kilográmetro en un segundo. Se representa por kgm / s.
kilográmetro en un segundo. Se representa por kgm / s.
Esta
unidad tiene un múltiplo, denominado caballo de vapor, que equivale
a 75 kgm/s
y se representa por CV.
y se representa por CV.
1
CV = 75 kgm / s
Equivalencia
entre unidades.-
