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Mis palabras
3° Secundaria (14-15 años)

Trabajo y energía

Work and Energy

En física, hay trabajo solo cuando una fuerza mueve un objeto en la dirección de la fuerza, y el trabajo W es la fuerza F por la distancia d. Si empujas un muro con fuerza pero no se mueve, el trabajo es cero. Al hacer trabajo se transfiere energía (cinética o potencial) y, sin fricción, su suma (energía mecánica) se conserva. Cambia la fuerza y la distancia y aparece el tamaño del trabajo W = Fd. La energía cinética y la potencial siguen en los recuadros de texto.

¿Qué es el 'trabajo' en física?

📦 Intuición — 'trabajo' cotidiano vs físico
①En la vida diaria: estudiar, pensar es trabajo
②En física: solo hay trabajo si una fuerza desplaza al objeto
③Empujas un muro pero no se mueve → trabajo = 0
50 N
5 m

Relación trabajo-energía

⚡ Energía = capacidad de hacer trabajo
①Si haces trabajo, aumenta la energía del objeto
②Subirlo → aumenta la energía potencial
③Acelerarlo → aumenta la cinética

Tipos de energía

🔋 Cinética y potencial
①Cinética: la del cuerpo en movimiento (más velocidad, más KE)
②Potencial: la de los cuerpos en altura
③Mecánica = cinética + potencial
④Sin rozamiento, la mecánica se conserva

Resumen

Definición de trabajo
W = F × d
trabajo (J) = fuerza (N) × distancia (m)
Energía cinética
Ek = 12mv2
proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad
Energía potencial
Ep = m g h
masa × g × altura
🎯 Puntos clave
①Trabajo = fuerza × distancia (J = N·m)
②Solo hay trabajo si la fuerza apunta en el sentido del movimiento
③Hacer trabajo transfiere energía
④KE + PE = constante (sin fricción)
⑤1 J = trabajo de 1 N en 1 m

Ejemplos y evaluación de unidad

Ejemplo 1
Se aplica una fuerza de 10 N a un objeto y se le desplaza 5 m en la dirección de la fuerza. ¿Cuánto trabajo se realiza, en julios?
1
Trabajo = fuerza × distancia recorrida (cuando la fuerza y el movimiento van en la misma dirección).
2
Trabajo = 10 N × 5 m = 50 J.
▸ 50 J (10 × 5 = 50)
1 J es el trabajo de mover un objeto 1 m con una fuerza de 1 N.
Ejemplo 2
Un objeto de 2 kg de masa se mueve a 3 m/s. ¿Cuál es su energía cinética, en julios? (energía cinética = ½mv²)
1
Energía cinética = ½ × masa × rapidez².
2
½ × 2 kg × (3 m/s)² = ½ × 2 × 9 = 9 J.
▸ 9 J (½ × 2 × 3² = 9)
La energía cinética es proporcional al cuadrado de la rapidez, así que al duplicar la rapidez se vuelve cuatro veces mayor.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre el trabajo y la energía es correcta?
①Por mucho que empujes una pared, si no se mueve el trabajo realizado es cero
②La unidad de trabajo es el newton (N)
③La energía cinética es directamente proporcional a la rapidez
④La energía potencial es la misma sin importar la altura
⑤Se realiza trabajo aun cuando la fuerza es perpendicular al movimiento
▸ ① Por mucho que empujes una pared, si no se mueve el trabajo realizado es cero
1
La unidad de trabajo es el julio (J) (② falso), y la energía cinética es proporcional al cuadrado de la rapidez (③ falso).
2
La energía potencial mgh es proporcional a la altura (④ falso) y cuando la fuerza es perpendicular al movimiento el trabajo es cero (⑤ falso); sin movimiento el trabajo realizado es cero (① correcto).
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