Trabajo en Física
Trabajo se define en física como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo para desplazarlo de un punto a otro. Al aplicar fuerza se libera y se transfiere energía potencial a ese cuerpo y se vence una resistencia.
Por ejemplo, levantar una pelota del suelo implica realizar un trabajo, ya que se aplica fuerza a un objeto. Como resultado, el objeto se desplaza de un punto a otro y sufre una modificación a través del movimiento.
Por tanto, en física solo se habla de trabajo cuando existe una fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo, permite que este se desplace hacia la dirección de la fuerza.
La fórmula del trabajo se representa de la siguiente manera:
T = F · d · cos α
En que:
- T es el trabajo en julios, J. También se simboliza como W (del inglés work).
- F es la fuerza en newtons, N.
- d es la distancia recorrida en metros, m.
- α es el ángulo en que se aplica la fuerza sobre el objeto.
Partiendo de la fórmula, el trabajo es el producto de la multiplicación de la fuerza por la distancia. Asimismo, el coseno del ángulo es la diferencia entre la dirección de la fuerza y la dirección que recorre el objeto que se mueve. Si ambas direcciones son iguales, el ángulo es 0º, y el coseno de 0º es igual a 1.
Sin embargo, puede que no se realice trabajo (trabajo nulo) cuando se sostiene un objeto o se aplica en él una fuerza por un largo tiempo sin que se realice un desplazamiento como tal.
Unidades del trabajo
La unidad del trabajo en el Sistema Internacional de Unidades es el julio o joules, de símbolo J. Equivale a 1 newton de fuerza por 1 metro de distancia, por lo que podemos establecer las siguientes igualdades:
1 J = 1 N·m = 1 kg·m2/s2
Otras unidades empleadas para medir el trabajo son:
- El kilográmetro o kilopondímetro (kgm) en el sistema técnico de unidades. Equivale a 1 kgm = 9,81 J.
- El eregio (erg) en el sistema cegesimal de unidades. Equivale a 1 erg = 10-7J.
- El pie - poundal o fout - poundal (ft-pdl) en el sistema anglosajón de unidades. Equivale a 1 ft-pdl = 0,0421 J.
- El pie-libra fuerza (ft·lbf) en el sistema de unidades tradicionales de los Estados Unidos. Equivale a 1 ft·lbf = 1,3558 J.
- El kilovatio-hora (kW·h), empleado en cálculos de energía eléctrica. Equivale a 1 kW·h = 3 600 000 J.
Ejemplos de trabajo en física
Trabajo con otra fuerza o trabajo conservativo. Cuando un arquero estira la cuerda del arco hace trabajo contra una fuerza elástica del arco.
Trabajo no conservativo. Se fuerza a mover un objeto en contra de una fuerza opuesta, por ejemplo la fricción entre dos objetos o cuerpos sólidos.
Trabajo de transferencia de energía. Se cambia la velocidad de la energía durante el movimiento de un objeto, la cual puede aumentar o disminuir, como por ejemplo cuando se conduce un vehículo.
Relación del trabajo con la energía y potencia
La energía es una propiedad que poseen todos los cuerpos a través de la cual pueden transformar y modificar su estado inicial, incluso los cuerpos en reposo poseen energía en potencia.
Por ejemplo, una lámpara puede estar bien colocada en un techo en una posición inmóvil. Sin embargo, existe la posibilidad de que se caiga por cualquier motivo y se lleve a cabo un trabajo físico, es decir, se produzca la energía potencial. La energía potencial se transforma entonces en energía cinética, que se traduce en variación de la energía en un cuerpo en movimiento.
Por otra parte, la energía es una propiedad que poseen todos los cuerpos por el cual se pueden transformar, así como modificar a otros cuerpos. Es decir, recibir o aportar energía. A través de la energía se llevan a cabo los procesos físicos, químicos y biológicos.
La potencia es la rapidez con la cual se efectúa un trabajo, es decir, es la energía que se transfiere a un cuerpo en una unidad de tiempo y a una velocidad determinada.
La potencia se puede calcular de la siguiente manera: P = F · v, en el que P es potencia, F es la fuerza, y v la velocidad.
Ver también:
Cómo citar: Significados, Equipo (07/07/2025). "Trabajo en Física". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/trabajo-en-fisica/ Consultado:
