CAPITULO VI TRABAJO Y ENERGÍA OBJETIVOS 1.- Entender e interpretar correctamente el concepto de trabajo y energía, reconociendo su gran importancia en la generación de los movimientos 2.- Describir los movimientos a partir de cantidades escalares como el trabajo y la energía cinética. 3.- Conocer e interpretar la ley de conservación de energía. 4.- Aplicar el concepto de potencia en los diferentes campos de la vida y la tecnología. CONTENIDO 6.1.- Trabajo realizado por una fuerza constante 6.2.- Trabajo realizado por una fuerza variable 6.3.- Teorema del trabajo y la Energía cinética 6.4.- Energía potencial y conservación de la energía 6.5.- Trabajo realizado por el peso 6.6.- Fuerzas conservativas 6.7.- La energía mecánica 6.8.- Potencia 6.9.- Problemas resueltos 6.10.- Vocabulario físico 6.11.- Problemas propuestos. INTRODUCCIÓN Es frecuente que una partícula en la naturaleza esté sujeta a una fuerza que varía con la posición de la partícula. Dichas fuerzas incluyen a las fuerzas gravitatorias y a las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo unido a un resorte. Describiremos las técnicas para tratar sistemas de este tipo con la ayuda de un desarrollo importante llamado Teorema del trabajo y a energía. Comenzaremos describiendo el concepto de trabajo, el cual proporciona un eslabón entre los conceptos de fuerza y energía En este capitulo se tendrá interés en la forma mecánica de la energía. Se verá que los conceptos de trabajo y energía se pueden aplicar a la dinámica de un sistema mecánico sin recurrir a las leyes de Newton. Sin embargo, es importante notar que los conceptos de trabajo y energía se fundamentan en las leyes de Newton y, por lo tanto, no requieren ningún principio físico nuevo. Los conceptos de trabajo y energía se pueden aplicar a una amplia variedad de fenómenos en los campos del electromagnetismo y la física atómica y nuclear. Además, para una situación más compleja el enfoque de la energía a menudo puede proporcionar un análisis mucho más simple que la aplicación directa de la segunda ley de Newton. 6.1 Trabajo realizado por una fuerza constante: Consideremos un objeto que experimenta un desplazamiento, ∆x a lo largo de un línea recta por la acción de una fuerza constante F, que forma un ángulo θ con el desplazamiento, tal como se indica en la figura 6.1 F es una fuerza constante Fig. 6.1 trabajo realizado por una fuerza constante. James Watt James Watt aportó grandes mejoras a la máquina de vapor, e hizo posible su uso práctico en la industria. En 1764 se le encargó la reparación de una máquina de vapor de Newcomen. Mientras la arreglaba, Watt se dio cuenta de que la máquina desperdiciaba energía e introdujo una serie de modificaciones entre ellas una cámara separada para enfriar el vapor, que aumentaba mucho la eficiencia.