Trabajo y potencia
Trabajo W500 J
Potencia P125 W
Cómo usarla (3 pasos)
- Introduce la fuerza, el desplazamiento y el ángulo entre la fuerza y la dirección del movimiento (θ se toma como 0° si queda en blanco; el tiempo es opcional para la potencia).
- Añade masa, velocidades, alturas y gravedad para ver los cambios de energía cinética y potencial; es recomendable para entender el balance de energía.
- Pulsa Calcular para ver trabajo, potencia, ΔK/ΔU/ΔE y los pasos. Copiar URL comparte la configuración.
Ejemplo por defecto: F = 100 N, s = 5 m, θ = 0°, m = 10 kg, v₁ = 0 m/s, v₂ = 3 m/s, h₁ = 0 m, h₂ = 0 m, g = 9.8 m/s², t = 4 s.
Entradas
Resultados
Ejemplo predeterminado: W = 500 J, P = 125 W, ΔK = 45 J, ΔU = 0 J y ΔE = 45 J.
Cambios de energía
| Energía cinética K₁ | 0 J |
|---|---|
| Energía cinética K₂ | 45 J |
| Cambio ΔK | 45 J |
| Energía potencial U₁ | 0 J |
| Energía potencial U₂ | 0 J |
| Cambio ΔU | 0 J |
| ΔE (mecánica) | 45 J |
| Diferencia W − ΔE | 455 J |
| ΔE / W | 0.09 |
El trabajo es mayor que ΔE; la diferencia probablemente se pierde como rozamiento o calor. (ΔE / W: 0.09)
Cómo se calcula
- Consideramos una fuerza F = 100 N aplicada sobre un desplazamiento s = 5 m con un ángulo θ = 0° entre la fuerza y la dirección del movimiento (θ se toma como 0° si se deja en blanco).
- El trabajo de una fuerza constante es W = F s cos θ.
- Sustituyendo los valores, obtenemos W ≈ 500 J.
- Si este trabajo se realiza en un tiempo t = 4 s, la potencia media es P = W / t.
- Así, P ≈ 125 W.
- Para una masa m = 10 kg que cambia de v₁ = 0 m/s a v₂ = 3 m/s, las energías cinéticas son K₁ y K₂.
- Calculamos K₁ = ½ m v₁² = 0 J y K₂ = ½ m v₂² = 45 J, por lo que ΔK = K₂ − K₁ = 45 J.
- Con alturas h₁ = 0 m y h₂ = 0 m bajo gravedad g = 9.8 m/s², obtenemos el cambio de energía potencial.
- Calculamos U₁ = m g h₁ = 0 J, U₂ = m g h₂ = 0 J, así que ΔU = U₂ − U₁ = 0 J.
- El cambio total de energía mecánica es ΔE = ΔK + ΔU = 45 J, con ΔK = 45 J y ΔU = 0 J. Comparado con el trabajo W = 500 J, la diferencia es 455 J y la razón ΔE/W es aproximadamente 0.09.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre trabajo y energía?
El trabajo es la energía transferida por una fuerza a lo largo de un desplazamiento; la energía describe el estado de un sistema. Ambos se miden en joules.
¿Qué representa la potencia?
La potencia es la rapidez con la que se realiza trabajo. El mismo trabajo en menos tiempo significa mayor potencia. Su unidad es el watt (J/s).
¿Cómo se relaciona esto con la conservación de energía?
En un sistema ideal, el trabajo coincide con el cambio de energía mecánica. Si hay diferencia, puede deberse a pérdidas (fricción) u otras fuentes de energía.
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