Trabajo (Física)

Te explicamos qué es la fuerza según la física, cómo se mide y qué otros conceptos involucra. Trabajo positivo y negativo. Energía y Potencia.

¿Qué es el trabajo en física?

En física, se entiende por trabajo al cambio en el estado de movimiento de un cuerpo producido por una fuerza de una magnitud dada o, lo que es lo mismo, será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de una manera acelerada.

Se trata de una magnitud escalar representada por el símbolo W (de Work, en inglés), expresada en unidades de energía, es decir, en Julios (J) según el Sistema Internacional. Esto se debe a que es básicamente un tránsito de energía y, por la misma razón, no se puede calcular como incremento de trabajo, ni puede simbolizárselo mediante ΔW.

Para que el trabajo se produzca debe haber una fuerza aplicada, un desplazamiento producto de su accionar, y la fuerza debe tener una componente a lo largo de dicho desplazamiento.

El cálculo del trabajo responderá a diversas formulaciones por parte de la mecánica clásica, la relativista o la cuántica.

Ver también: Palanca

Trabajo positivo y negativo

El trabajo se produce, por ejemplo, cuando un hombre empuja un vehículo sin combustible por la calle o cuando una máquina hidráulica levanta una pesada caja de madera. Para calcularlo, pues, se deben considerar la fuerza aplicada (con su respectiva dirección) y la distancia recorrida por el cuerpo en movimiento.

De allí que pueda hablarse de dos tipos de trabajo: el positivo y el negativo.

• Trabajo positivo. Ocurre cuando la fuerza aplicada va en el mismo sentido del desplazamiento del cuerpo, produciendo una aceleración positiva.
• Trabajo negativo. Ocurre cuando la fuerza aplicada va en sentido contrario al desplazamiento del cuerpo, pudiendo producir una aceleración negativa o desaceleración.

Potencia

Similarmente, la potencia es la relación entre el trabajo efectuado y el tiempo que tomó realizarlo. Se representa con la letra P y se mide en watts (1 watt = 1 J / seg.) y responde a la fórmula: P = W/Δt.

Por eso es que, por ejemplo, un adulto es más potente que un niño ya que puede levantar con más fuerza un determinado cuerpo que el niño.

Medimos la potencia en Watts (que corresponde a un Joule por segundo, es decir, un Joule es el trabajo que se necesita para producir un Watt de potencia en un segundo). También debemos considerar el concepto de eficiencia dentro de la física, que refiere al rendimiento dentro de un proceso y se obtiene a partir de la relación entre la energía útil y la invertida. La energía que se pierde forma calor en el ambiente.

Sigue en: Potencia en física

Energía

La energía es entendida como la capacidad que tiene un cuerpo o masa para llevar a cabo un trabajo luego de haber sido sometido a una fuerza. Se entiende que sin energía no es posible realizar un trabajo.

La energía de un cuerpo está relacionada con su velocidad o su posición. Por eso es que se diferencia la energía potencial, que es la que posee un cuerpo cuando se encuentra a cierta altura con respecto a un sistema de referencia, de la energía cinética, que es la energía que posee un cuerpo que está en moviemiento.

La unidad con la que se mide la energía (la misma que el trabajo) es el Joule (o Julio). Un Joule representa la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de 1 Newton, a lo largo de una distancia de 1 metro en la misma dirección de la fuerza.

También es posible medir la energía mediante calorías (un Joule es lo mismo que 0,24 calorías).

Más en: Energía en física