En física, el trabajo tiene una definición precisa: energía transferida cuando una fuerza mueve un objeto a través de un desplazamiento. La potencia es la tasa a la que se realiza el trabajo.
Fórmulas clave
Trabajo:
W = F × d × cos(θ)
Potencia:
P = W / t = F × v
Energía cinética:
EC = ½ × m × v²
Energía potencial:
EP = m × g × h
Ejemplos paso a paso
Ejemplo de trabajo: Empujas una caja 5 metros con 40 N de fuerza horizontal. W = 40 × 5 × cos(0°) = 200 julios
Ejemplo de potencia: Realizas 200 J de trabajo en 4 segundos. P = 200 / 4 = 50 vatios
Rampa: ¿Cuánto trabajo se necesita para empujar una caja de 100 kg 10 m por una rampa de 30°? h = 10 × sen(30°) = 5 m → W = 100 × 9.81 × 5 = 4,905 J
Unidades
| Magnitud | Unidad SI |
|---|---|
| Fuerza | Newton (N) |
| Trabajo/Energía | Julio (J) |
| Potencia | Vatio (W) |
| 1 caballo de vapor | 746 W |
Conservación de energía
En un sistema ideal: EC + EP = constante. Los sistemas reales pierden energía por fricción y calor, pero la energía total siempre se conserva.