TRABAJO Y POTENCIA

TRABAJO MECÁNICO

En nuestra vida cotidiana todos hemos escuchado a alguien decir que le ha costado bastante trabajo encontrar un objeto, llaves del carro, una tarjeta de crédito, etcétera. 

De la misma forma, podemos decir que ganar un concurso, obtener ascensos, obtener ganancias en un negocio requiere de esfuerzo, dedicación, entrega y trabajo continuo.

Pero, ¿cómo podemos definir el trabajo?. Si hacemos esta pregunta a muchas personas o contextos, nos encontraremos con diferentes definiciones (derecho, economía, sociología).

En este caso, nos vamos a centrar en el concepto de Trabajo desde el punto de vista de la física.

El concepto de trabajo mecánico aparece estrechamente vinculado al de fuerza. De este modo, para que exista trabajo debe aplicarse una fuerza mecánica a lo largo de una cierta trayectoria.  

El trabajo es una magnitud escalar producida sólo cuando una fuerza mueve un cuerpo en la misma dirección en que se aplica. 

Cuantificación del trabajo y sus unidades.

Su valor se calcula multiplicando la magnitud de la componente de la fuerza localizada en la misma dirección en que se efectúa el movimiento del cuerpo, por la magnitud del desplazamiento que éste realiza.

Si la fuerza que mueve el cuerpo se encuentra totalmente en la misma dirección en que se efectúa el desplazamiento, el ángulo θ es igual a cero y el cos θ = cos 0° = 1, donde el trabajo será igual a:

Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

Unidad de medida del Trabajo Mecánico

El trabajo se mide en Joules, en honor al físico británico James Prescott Joule, a quien se le debe por sus investigaciones sobre las transformaciones de energía.

Se realiza un trabajo de un joule (1 J) cuando al aplicarse una fuerza cuya magnitud es de un newton a un cuerpo, éste se desplaza un metro. De donde:

POTENCIA

La potencia mecánica se define como la rapidez con que se realiza un trabajo. Se mide en watts (W) (en honor al escocés James Watt -1736-1819) y se dice que existe una potencia mecánica de un watt cuando se realiza un trabajo de un joule en un segundo:

Su fórmula es:

Donde

Como el trabajo es igual a:

Y como la potencia es:

Pero v=d/t, entonces

En resumen, la potencia depende de qué tan rápido se realiza un trabajo por cada unidad de tiempo; es decir, entre más rápido movemos un objeto de un punto a otro, nuestro potencia mecánica será mayor; de lo contrario, si tardamos mucho tiempo en desplazar un objeto de un punto a otro, nuestra potencia mecánica será menor.

Referencias:

• Pérez, H. Física General. (4a Ed.). México. Grupo Editorial Patria.
• Tippens, P. Fisica: Conceptos y Aplicaciones. (7a Ed.). México. Editorial McGraw-Hill.
• Resnick, R. Física 1. (5a Ed.). México. Grupo Editorial Patria