Conceptos Fundamentales de Energía y Trabajo en Física

Conceptos Fundamentales de la Energía

• La energía es la magnitud física por la que los cuerpos tienen capacidad para realizar transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos.
• Llamamos fuentes de energía a los recursos naturales de los que los seres humanos podemos obtener energía utilizable en nuestras actividades.

Clasificación de las Fuentes de Energía

• Fuentes no renovables: Son aquellas que se encuentran en la Tierra en cantidad limitada y, por tanto, se agotan con su utilización (ej. carbón, gas natural, petróleo).
• Fuentes renovables: Son aquellas que pueden considerarse inagotables debido a que se renuevan de forma continua (ej. agua embalsada, radiación solar, viento, agua del mar, biomasa, calor interno de la Tierra).

Principios de la Termodinámica

• Principio de conservación de la energía: La cantidad total de energía del universo se mantiene constante en cualquier proceso.
• Principio de degradación de la energía: Con cada transformación, la energía va perdiendo calidad para producir nuevas transformaciones.

Trabajo, Potencia y Energía Mecánica

• Trabajo (W): El trabajo de una fuerza constante que produce un desplazamiento rectilíneo en la misma dirección y sentido que la fuerza es igual al producto de la fuerza (F) por el desplazamiento (Δx). W = F · Δx · cos θ.
• Potencia (P): Es la relación que existe entre el trabajo realizado y el tiempo empleado. P = W / t.
• Energía cinética (Ec): Es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento. Ec = 1/2 · m · v².
• Energía potencial gravitatoria (Ep): Es la energía que posee un cuerpo debido a la posición que ocupa respecto a la superficie de la Tierra. Ep = m · g · h.
• Principio de conservación de la energía mecánica: Si la única fuerza que realiza trabajo sobre un cuerpo es el peso, su energía mecánica (la suma de sus energías cinética y potencial) se mantiene constante en todos los puntos de la trayectoria. EcA + EpA = EcB + EpB.

Máquinas Mecánicas

• Una máquina mecánica es un dispositivo que recibe el trabajo procedente de una fuerza externa y lo transmite a algún cuerpo.
• El rendimiento de una máquina mecánica es el cociente entre el trabajo que produce (Wu) y el trabajo que se le suministra (Wm). r = Wu / Wm.