Energía, Trabajo y Potencia. Definiciones físicas.
Energía, Trabajo y Potencia
La Energía, el Trabajo y la Potencia son magnitudes físicas estrechamente relacionadas entre sí.
La Energía
La Energía es la capacidad que tiene un sistema para producir un trabajo. Un sistema que tenga una cierta energía no realizará ningún trabajo hasta que esa capacidad se convierta en movimiento. Por ejemplo, una manzana en un árbol tiene una energía potencial, pero no realiza ningún trabajo hasta que no caiga.
Su unidad en el sistema internacional es el Joule (julio) que es el trabajo realizado por una fuerza de un newton cuyo punto de aplicación se desplaza en un metro en su misma dirección.
El trabajo
El Trabajo consiste en una transferencia de energía entre sistemas. En el caso de una fuerza que actúe sobre un cuerpo, su trabajo equivaldrá a la energía necesaria para desplazarlo. Se dice entonces que una fuerza que actúa sobre un cuerpo realiza un trabajo cuando provoca un desplazamiento del cuerpo en la dirección de la fuerza. Por tanto, en un sistema mecánico, si no existe desplazamiento el trabajo es nulo. Esta conclusión no es válida para sistemas termodinámicos, donde las transferencias de calor son consideradas transferencias de energía.
Solo se considera que realiza trabajo la componente de la fuerza que actúa en la dirección del desplazamiento, en el caso de la figura anterior sería la componente horizontal de la fuerza F.
El trabajo tiene las mismas unidades que la energía.
La potencia
Podemos definir la potencia como la cantidad de trabajo o uso de energía que efectuamos en un determinado tiempo. Es la velocidad en la realización de un trabajo o en el uso de la energía.
Unidades: vatios (watt).
Se genera un vatio de potencia cuando se realiza un trabajo que consume 1 Joule de energía durante 1 segundo de tiempo. 1 w = 1 joule/ 1 segundo
Interpretación gráfica de la energía en la gráfica de potencia
Gráficamente, la energía es el área bajo la gráfica de potencia en función del tiempo:
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