Trabajo y energía (parte 2)

bienvenidos de nuevo en el vídeo anterior les mostré que si aplicamos una fuerza a cierta masa digamos m entonces si aplicamos una fuerza efe a una masa m digamos a un objeto de masa m que está en el reposo y si esto se desplazaba digamos una distancia de tenemos un desplazamiento de entonces podríamos decir que fuerza por distancia fuerza por distancia es igual a la mitad aún oa un medio de la masa por la velocidad al cuadrado donde la velocidad es justamente la velocidad que obtiene este cuerpo cuando llega a este punto muy bien entonces esto era lo que vimos en el vídeo anterior y de hecho definimos esta parte de aquí de la izquierda como el trabajo trabajo y de hecho lo denota vamos con una w el trabajo lo denota vamos de esta forma y lo que teníamos del lado derecho que es la mitad de la masa por la velocidad al cuadrado es justamente la energía cinética muy bien la energía cinética y e incluso aquí tú puedes ver la relación que hay entre trabajo y energía verdad y entonces la energía es la energía cinética es justamente la que necesitas aplicar para mover este objeto de masa m a su velocidad actual después de un desplazamiento de muy bien es justamente lo que nos está diciendo la energía cinética entonces por ejemplo si esté aquí tiene cierta velocidad ve y entonces podemos calcular aquí la energía cinética justo como un medio de la masa por la velocidad al cuadrado muy bien ahora lo mejor puede que te esté confundiendo digamos todas estas letras y demás pero pero no no hay ningún problema digamos que esta masa es de 5 kilogramos y que nuestra velocidad es d metros sobre segundo ok entonces si tenemos esto fácilmente uno puede calcular la energía cinética como un medio por la masa que en este caso es cinco kilogramos cinco kilogramos por la velocidad la velocidad que son siete metros sobre segundo muy bien y esto hay que elevarlo al cuadrado verdad entonces qué es lo que vamos a tener tenemos siete por cinco más bien 7 por 7 son 49 digamos que a groso modo son 50 verdad y si dividimos entre 2 son 25 por 5 nos da aproximadamente 125 kilogramos metros sobre segundo al cuadrado por otro metro que esos son newtons por metro y que estos son justamente 125 jules y entonces si no sabemos realmente cuál fue la fuerza que aplicamos a esta masa simplemente basta calcular la energía cinética que es la cantidad de energía que tenemos que aplicarle a ese cuerpo para llegar a dicha velocidad ok vamos a hacer ahora otro ejemplo que no sea horizontal digamos que tengo ahora una masa m igual no sé tengo aquí una masa m pero ahora le estamos aplicando una fuerza que sea vertical aunque digamos tenemos una fuerza aquí no sé podríamos pensar a lo mejor que esta es la fuerza digamos que sea igual a la fuerza de gravedad ok que sería masa por la aceleración debida a la gravedad y digamos que aplicamos esta fuerza durante digamos por una un desplazamiento o por una altura h ahora lo estamos haciendo de forma vertical verdad entonces lo que nos dice es que bueno si si queremos calcular el trabajo tenemos que calcular la fuerza que en este caso sería fuerza por la distancia la distancia esto quién sería pues nuestra fuerza en este caso es masa por la aceleración debida a la gravedad y nuestro desplazamiento ahora es h ok entonces aquí tenemos justamente no es trabajo y a lo mejor tú puedes decir oye yo porque querría levantar un objeto de masa m a cierta altura h y es que si ocurre en la vida cotidiana por ejemplo piensa en un elevador piensa que tienes aquí un elevador no sé que quizás haya una persona y que ya en conjunto tengan una masa de 10 kilogramos muy bien suponte que a lo mejor pues está atado a alguna cuerda con el cual puede moverse hacia arriba o hacia abajo y nosotros sabemos que este leve elevador está sujeto a la fuerza de gravedad verdad a la fuerza de gravedad entonces el detalle es que nosotros queremos subir este elevador digamos 100 metros no sé tal vez queremos subirlo 100 metros ok vamos a hacer esto más derechito digamos que queremos subir esto metros ok ahora bien si nosotros suponemos que estamos levantando este elevador de velocidad constante es decir que esto no acelera eso es importante verdad porque por las leyes de newton sabemos que si no hay una aceleración entonces la fuerza neta en este en este elevador es cero quiere decir que la fuerza que aplicamos hacia arriba para subir el elevador debe ser exactamente igual que la fuerza de gravedad para que no cambie su velocidad constante verdad que si hubiera una o más bien si hubiera una aceleración hacia arriba quiere decir que la fuerza que estamos aplicando para jalar el elevador es mayor que la de la gravedad o bien si está desacelerando quiere decir que esa fuerza es más chica que la fuerza de gravedad ok entonces en este caso como podemos calcular esta está digamos este trabajo que estamos realizando pues simplemente la fuerza es la misma que la de la gravedad que serían 10 kilos 10 kilogramos por la aceleración debida a la gravedad que vamos a suponer que es d que es de 10 no es en realidad que la gente 9.81 vamos a suponer que son 10 para hacer las cuentas fáciles metros sobre segundo al cuadrado y ahora multiplicamos por nuestra altura la altura son metros entonces aquí tenemos 10 por 10 son bueno vamos a vamos a hacerlo bien para que no haya ningún problema vamos a poner aquí que si se a 9.8 vamos a decir que es redondeado 9.8 entonces que es lo que tenemos tenemos 10 por 9.8 son 98 por 100 eso nos da no el 98% son nueve mil ochocientos jules verdad aquí tenemos jules jules muy bien entonces todo este trabajo no nos lleva a una pregunta a dónde fue todo ese trabajo o toda esa energía que utilizamos para subir el elevador 100 metros y la respuesta es que se transfirió a la energía potencial y tú te estarás preguntando oye pero qué es la energía potencial y la energía potencial es justamente esto si nos damos cuenta aquí es fuerza por distancia que es cierto tipo de energía verdad es un trabajo y esto que está escrito aquí es justamente la energía potencial que en este caso corresponde a la energía potencial debida a la gravedad qué quiere decir eso imagínate que justamente tuvimos nuestro cuerpo que subimos cierta altura digamos que en este caso eran 100 metros entonces cuando lo tenemos en este punto si no hacemos nada con este objeto sólo le queda la fuerza de gravedad para perdón que actúe sobre él si no hay fuerzas quiere decir que éste empezará a acelerar hacia abajo debido a la gravedad lo que pasó fue que la energía cinética se convirtió en energía potencial para que después puedes trabajar debido a la fuerza de gravedad vamos a hacer un ejemplo para que sea todo esto mucho más concreto digamos que tenemos una masa digamos aquí de un kilogramo para que sea algo sencillo y digamos que está suspendido a 10 metros que digamos aquí está el suelo y estos son 10 metros muy bien entonces nosotros sabemos que la energía potencial la energía potencial es la masa es vamos a copiarlo es masa por la aceleración debido a la gravedad por la altura la altura verdad en este caso que es lo que tenemos tenemos un kilo un kilogramo verdad por la gravedad que llevamos vamos a ver a dejarlo como 10 justo para para que sea más más sencillo 10 metros sobre segundo al cuadrado por nuestra altura que son 10 metros que esto es un aproximado verdad y esto que son esto es aproximadamente 1 por 10 por 10 son 100 newtons verdad kilogramo metros sobre segundo al cuadrado esto de aquí nos da un newton y luego aquí nos dan metros así que tenemos 100 jules 100 jules verdad esto es lo que tenemos como energía potencial es decir la energía que se requiere para llevar de un objeto que está digamos en el suelo este mismo objeto exista en el suelo es la energía que necesitamos para llevarla a esta altura verdad eso es lo que es la energía potencial y entonces uno podría utilizar fórmulas cinemáticas para ver cuál sería la velocidad final cuando uno deja caer este digamos este bloque citó pero lo que vamos a utilizar y parte para hacerlo mucho más rápido es la ley de la conservación de la energía y aquí es en donde resulta muy útil todo esto del trabajo y la energía y demás lo que nos dice la ley de la conservación de la energía es que la energía no se crea o se destruye sólo se transforma en alguna otra forma de energía y hay que tener cierto cuidado con este pero esencialmente si nosotros teníamos digamos a esta altura que la energía potencial era 100 entonces cuando ya a bajar a cuando tenemos una altura cero la energía potencial pues justamente cero grados y la altura es cero todo esto vale cero qué pasó teníamos una energía que pasó de 100 a 0 dónde quedó la energía si si no se destruye digamos entonces tú dirás qué pasó y puedes decirlo adivinando porque aunque aquí la energía potencial es cero en realidad lo que ocurre con él con el bloque es que cuando ya cayó viene a una velocidad muy muy rápida así que puedes ir pensando qué es lo que ocurre con este bloque pero lo veremos en el próximo vídeo