Energia, Trabajo, Potencia: Conceptos e IlustracionesLa energia es uno de los conceptos ms importantes en todas las reas de la fsica y en otras ciencias. La energia es una cantidad que se conserva, de ah su importancia. La energia puede definirse en la forma tradicional, aunque no universalmente correcta como "la capacidad de efectuar trabajo". Esta sencilla definicin no es muy precisa ni vlida para todos los tipos de energia, como la asociada al calor, pero s es correcta para la energia mecnica, que a continuacin describiremos y que servir para entender la estrecha relacin entre trabajo y energia.Pero, qu se entiende por trabajo? En el lenguaje cotidiano tiene diversos significados. En fsica tiene un significado muy especfico para describir lo que se obtiene mediante la accin de una fuerza que se desplaza cierta distancia.El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en direccin, se define como: "el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento".En forma de ecuacin:, donde W denota trabajo,es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento netod..En forma ms general se escribe:W=Fdcos, donde F es la magnitud de la fuerza constante,del desplazamiento del objeto yel ngulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento neto. Notemos que Fcoses justamente la componente de la fuerza F paralela ad. Se aprecia que el trabajo se mide en Newton metros, unidad a la que se le da el nombre Joule (J).1 J = 1 Nm.Veamos un ejercicio.Una caja de 40 kg se arrastra 30 m por un piso horizontal, aplicando una fuerza constante Fp = 100 N ejercida por una persona. Tal fuerza acta en un ngulo de 60. El piso ejerce una fuerza de friccin o de roceFr = 20 N. Calcular el trabajo efectuado por cada una de las fuerzas Fp, Fr, el peso y la normal. Calcular tambin el trabajo neto efectuado sobre la caja.

Solucin: Hay cuatro fuerzas que actan sobre la caja, Fp, Fr, el peso mg y la normal (que el piso ejerce hacia arriba).El trabajo efectuado por el peso mg y la normal N es cero, porque son perpendiculares al desplazamiento (=90 para ellas).El trabajo efectuado por Fp es:Wp = Fpxcos(usando x en lugar ded) = (100 N)(30 m)cos60 = 1500 J.El trabajo efectuado por la fuerza de friccin Fr es:Wr = Frxcos180 = (20 N)(30 m)(-1) = -600 J.El ngulo entre Fr y el desplazamiento es 180 porque fuerza y desplazamiento apuntan en direcciones opuestas.El trabajo neto se puede calcular en dos formas equivalentes: Como la suma algebraica del efectuado por cada fuerza:WNETO= 1500 J +(- 600 J) = 900 J. Determinando primero la fuerza neta sobre el objeto a lo largo del desplazamiento:F(NETA)x= Fpcos- Fry luego haciendoWNETO= F(NETA)xx = (Fpcos- Fr)x= (100 Ncos60 - 20 N)(30 m) = 900 J.Volviendo al tema de la energia, un objeto en movimiento tiene la capacidad de efectuar trabajo, y por lo tanto se dice que tiene energia. Por ejemplo un martillo en movimiento efecta trabajo en el clavo sobre el que pega. En este ejemplo, un objeto en movimiento ejerce una fuerza sobre un segundo objeto y lo mueve cierta distancia.Esta energia de movimiento se llamaEnergia Cinetica.Energia Potencial: presionar este enlaceEnergia Potencial.Potencia: Ver nuestro enlace sobre el concepto e ilustraciones dePotencia