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Contenido principal

Introducción al trabajo y la energía

Transcripción del video

bienvenidos de nuevo ahora los voy a introducir a los conceptos de trabajo y energía y estas son dos palabras que estoy seguro que ya ocupas en tu vida y tienes cierta noción de lo que significan pero quizás no en el contexto de física aunque no están del todo separados así que el primero de ellos es trabajo ok la definición de trabajo y esta definición la obtuve de de wikipedia y de hecho se van a ver y se van a dar cuenta de lo chistoso que son estas definiciones porque resultan un tanto digamos circulares entonces el trabajo está definido como la energía la energía transferida por una fuerza ok vamos a definirlo como la energía transferida por una fuerza muy bien y entonces tú a lo mejor bueno o sea tú no entiende muy bien que es el trabajo cuando que es como cuando haces algo digamos no pero en física esta definición como te comentaba es un poco circular ya que veamos las matemáticas o las ecuaciones detrás del trabajo y la energía vas a tener más noción de qué es esto pero aquí nos dice es la energía transferida por una fuerza entonces tú me puedes decir ok si entiendo que es una fuerza ya hemos visto varios videos y muchos ejercicios sobre fuerza pero entonces qué es la energía verdad y aquí más o menos nos está dando una idea de que se está realizando algo verdad hay una transferencia de energía entonces la definición de energía energía que también encontré en wikipedia y por eso me parece bastante chistoso es justamente la habilidad la habilidad para realizar un trabajo para realizar trabajo entonces como podrás darte cuenta estas dos cosas están definidas digamos mutuamente verdad el trabajo se define a partir de la energía y la energía a partir del trabajo entonces estas son las mejores definiciones que pude hallar digamos las más digamos intuitivas quizá sí y no realmente no da mucha explicación de lo que es así que vamos a movernos a las ecuaciones para entenderlo entonces el trabajo matemáticamente el trabajo vamos a definirlo como la fuerza aplicada a un objeto por el desplazamiento el desplazamiento que digamos que ocurre sobre ese objeto es decir por ejemplo supongan si ustedes que tienen un bloque citó aunque digamos tenemos aquí un bloque y tiene un peso de 10 newtons ok perdón más bien vamos a aplicar una fuerza de 10 newton sobre sobre este objeto ok tiene este objeto lo que tendrá cierta masa ok y digamos que al aplicarle esta fuerza ocurre un desplazamiento de 7 metros ok entonces ocurrieron ocurrió un desplazamiento desplazamiento de 7 metros esta fórmula del trabajo nos dice que el trabajo realizado digamos el trabajo realizado sería la fuerza que en nuestro caso son 10 newtons y multiplicamos por el desplazamiento que son 7 metros muy bien entonces si nosotros realizamos las operaciones simplemente nos queda 10 por 7 son 70 y nos queda newtons por metro y entonces esta es la unidad con la que vamos a medir el trabajo y la energía y que a estos los conocemos como jules y esto un newton por metro es un joule y quizás en otros vídeos vean algún otro tutorial hablemos un poquito de todo lo que trabajo yul y sobre un poco más sobre estas unidades pero hasta este momento vamos a quedarnos con este esta idea al menos intuitiva de lo que es un trabajo entonces realmente es una medida de energía y que la podemos medir como la fuerza por el desplazamiento muy bien entonces me voy a quedar con esta definición de que el trabajo es la fuerza por el desplazamiento y vamos a tratar de entender el tipo de trabajo y la energía de que en realidad es la energía que se está transfiriendo ok entonces vamos a tener otro ejemplo digamos digamos que tengo un bloque otro bloque también con una masa m ahora vamos a fijarnos en su masa y supongamos que aplicamos una fuerza efe muy bien tenemos una fuerza de f de hecho vamos a quitarle la flechita ok ahora tenemos un desplazamiento de este objeto digamos de una distancia de ok d es el desplazamiento de este objeto muy bien entonces si tenemos este desplazamiento lo que sabemos es que el trabajo el trabajo es igual a la fuerza a la fuerza por distancia verdad a distancia y entonces uno lo que tendría que recordar y es todas estas propiedades de la cinemática y por ejemplo cuando vimos el tutorial de movimiento de proyectiles que de hecho ya ya hemos visto algunas fórmulas de este tutorial o de esos vídeos vimos que la velocidad final al cuadrado era igual a la velocidad inicial al cuadrado más dos veces la aceleración por esta distancia verdad entonces ya no vamos a demostrar esta fórmula ya lo hicimos en aquel entonces solo vamos a utilizar esta para deducir otras propiedades del trabajo ok entonces si nos fijamos en este tenemos un objeto que estaba en reposo y que le aplicamos una fuerza para que se desplace de unidades verdad una distancia de ahora si estaba en reposo quiere decir que la velocidad inicial era cero entonces lo que tenemos es ya nada más voy a poner ver porque ya no hay velocidad inicial la velocidad va a ser igual a dos veces la aceleración por nuestro desplazamiento muy bien y ahora bien uno tiene también que recordar la segunda ley de newton y la segunda ley de newton nos dice que la fuerza es igual a la masa por la aceleración así que la aceleración es igual a la fuerza entre la masa muy bien entonces en vez de poner aquí la vamos a poner que la velocidad al cuadrado es dos veces la aceleración pero la aceleración es f / m por la distancia por la distancia muy bien entonces por ejemplo uno puede sacar raíz cuadrada y concluir que la velocidad es la raíz cuadrada de dos veces la fuerza por la distancia dividido entre la masa muy bien ahora bien vamos esto de aquí es muy interesante porque aparece justamente el trabajo verdad la fuerza por la distancia que es el trabajo ahora bien si por ejemplo partimos de aquí nada más digamos que conocemos nosotros cuál es la velocidad que lleva nuestro objeto queremos preguntarnos cuál es el trabajo que tuvimos que aplicarle para llegar a esa velocidad entonces tenemos que la velocidad al cuadrado que la velocidad al cuadrado es igual a 2 veces la fuerza por la distancia vamos a multiplicar estos primero es igual a 2 veces la fuerza por la distancia que en nuestro caso es el trabajo el trabajo y dividido entre m que es la masa verdad / / m entonces nosotros podemos despejar quién es el trabajo porque simplemente pasamos multiplicando la masa por la velocidad al cuadrado es 2 veces el trabajo y ahora dividimos entre 2 y concluimos que el trabajo es igual a la masa por la velocidad al cuadrado dividido entre 2 y esta formulita de aquí es muy interesante porque si sabemos la velocidad de un objeto con una masa m entonces podemos deducir fácilmente cuál es el trabajo que se aplicó en este objeto para llegar a esa velocidad muy bien y de hecho esta formulita es justamente lo que ahora conocemos como la energía cinética de esto es por definición y esencialmente es la energía debida al movimiento y esta es una definición de wikipedia es la energía de vida al movimiento o el trabajo necesario para acelerar un objeto desde el reposo a su velocidad actual ok entonces te dejo con esta fórmula es una forma de energía es una de las distintas formas de la energía y en el siguiente vídeo vamos a platicar de otra forma de energía y vamos a introducir lo que es la ley de la conservación de la energía y que va a ser muy útil para ver cómo se convierte la energía en un objeto más bien para ver cómo se convierte la energía y ver qué pasa con ese objeto al cual estamos aplicando una fuerza