Relaciones entre trabajo y la energía

También se llama trabajo a la energía usada para deformar o desplazar un cuerpo contra una resistencia o aceleración o, en general, alterar la energía de cualquier sistema físico.El concepto de trabajo está ligado íntimamente al concepto de energía y ambas magnitudes se miden en la misma unidad, el joule.Esta relación puede verse en el hecho que, del mismo modo que existen distintas definiciones de energía para la mecánica y la termodinámica, también existen distintas definiciones de trabajo en cada rama de la física. Es una magnitud de gran importancia para establecer nexos entre las distintas ramas de la física.Trabajo y energía son conceptos que empezaron a utilizarse cuando se abordó el estudio del movimiento de los cuerpos.Vamos a tratar en este artículo el concepto de trabajo y su relación con la energía cinética, vista ya en el artículo sobreenergía mecánica.La noción de energía es uno de los conceptos mas básicos en física y en efecto en todas las ciencias. La energía puede tomar muchas formas pero la forma particular que nos interesa en este artículo es la energía contenida en un cuerpo debido a su movimiento, la energía cinética. El trabajo (como concepto físico) hecho sobre un cuerpo implica que una fuerza actúe en él durante un desplazamiento. Veremos como la energía cinética de un cuerpo cambia cuando sobre él se realiza un trabajo lo que se conoce como teorema trabajo-energía, y como estos resultados nos pueden permitir entender diversos aspectos del movimiento y resolver problemas que pueden ser dificultosos de resolver utilizando la segunda ley de Newton directamente. Una vez que hayamos aprendido a calcular el trabajo, tendremos una poderosa herramienta para la comprensión del movimiento.

Definición de trabajo

El trabajo realizado por una fuerza es el producto entre la fuerza y el desplazamiento realizado en la dirección de ésta. Como fuerza y desplazamiento son  vectores y el trabajo un escalar (no tiene dirección ni sentido) definimos el diferencial de trabajo como el producto escalar dW=F.dr . El trabjo total realizado por una fuerza que puede variar punto a punto al lo largo de la trayectoria que recorre será entonces la integral de linea de la fuerza F a lo largo de la trayectoria que une la posición inicial y final de la partícula sobre la que actua la fuerza.

Energía

En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

energía se define como la entidad intangible por medio de la cual podemos generar movimiento, trabajo y calor, la energía junto con la materia son los 2 ingredientes básicos que componen todo el universo que nos rodea. La energía es la fuente invisible que mantiene unido a los átomos y partículas subatómicas que componen toda la materia del universo, también es la fuente por medio la cual podemos aplicar movimiento a la materia, la materia es sustancia y la energía es lo que mueve a la sustancia.Un pilar básico y fundamental de la física es el Principio de la conservación de la energía, dicho principio nos indica que la energía no se crea ni se destruye sólo se transforma, por ejemplo en nuestro automóvil una parte de la energía química almacenada en el combustible la utilizamos para generar movimiento a las ruedas como energía mecánica y la otra parte se disipa en forma de calor o en energía térmica, es decir toda la energía química solo se ha transformado en energía mecánica y en energía térmica.

- Teorema de trabajo y la energia. 

El teorema de el trabajo y la energía establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo se invierte, exactamente, en aumentar algún tipo de energía.Cuando en un sistema sólo hay fuerzas conservativas: la energía mecánica permanece constante 

Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas no conservativas, como las de rozamiento, la energía mecánica ya no permanece constante. La variación de la energía mecánica es precisamente el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas. 

El teorema de la conservación de la energía mecánica establece que cuando un cuerpo se mueve, debido únicamente a la presencia de un campo conservativo, como son el gravitatorio, el de las fuerzas elásticas o el campo eléctrico, la suma de su energía cinética y potencial permanece constante en el tiempo