Física · 20–30 min

Trabajo, potencia y energía de movimiento

Comparar cuánta energía se transfiere y qué tan rápido ocurre la transferencia.

Guía complementaria original de la copia local. Material opcional, no publicado por Xahni Lerma ni parte del syllabus institucional.

Qué vas a aprender

Calcular trabajo y potencia e interpretar conservación de energía en un modelo ideal.

Comprende la idea

Para fuerza constante, W = Fd cos θ, donde θ es el ángulo entre fuerza y desplazamiento. El trabajo se mide en joules. Potencia media P = W/Δt se mide en watts; la misma energía puede transferirse a distinta rapidez.

Energía cinética K = mv²/2 y potencial gravitatoria cercana a la superficie U = mgh. Sin fricción ni trabajo externo adicional, K + U se conserva. Con fricción, parte de la energía mecánica se transforma en energía interna: la energía total no desaparece.

Ejemplo resuelto

Un objeto de 2 kg desciende 5 m desde reposo sin fricción. Usa g = 9.8 m/s².

  1. Elige U = 0 al final. Energía inicial: mgh = 2 × 9.8 × 5 = 98 J.
  2. Al final K = 98 J: (1/2)(2)v² = 98, así que v = √98 ≈ 9.90 m/s.
  3. Si elevarlo de nuevo requiere 98 J de trabajo útil en 7 s, la potencia útil media es 98/7 = 14 W.

Tu práctica

Resuelve antes de consultar las soluciones. Escribe el procedimiento, las unidades y una comprobación del resultado.

  1. Una fuerza paralela de 15 N desplaza una caja 4 m. Calcula trabajo y potencia si tarda 3 s.
  2. Calcula la energía cinética de una masa de 3 kg a 4 m/s. ¿Qué ocurre si duplica su velocidad?
Consultar soluciones y comprobar el procedimiento
  1. W = 15 × 4 = 60 J. P = 60/3 = 20 W.
  2. K = (1/2)(3)(4²) = 24 J. A 8 m/s, K = 96 J: se cuadruplica.

Del procedimiento a la práctica

Vuelve al curso y busca una actividad del mismo concepto. Antes de jugar, predice el resultado; después explica qué datos cambiaste y por qué funcionó.

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