4.2 Energía potencial

Ejemplo 4.1

Solución

Una persona arrastra por 8 metros una caja, por el suelo, con un cable que forma 40° con la horizontal, aplicando una fuerza de 100 newtons. ¿Cuánto trabajo realiza?

Primero analizamos la información del problema, tenemos:

Sustituyendo estos valores en la fórmula:

J es la abreviación de la unidad joules, donde

F = 100N

40º

Figura 61. El trabajo depende de la fuerza, el desplazamiento y el ángulo formado entre ambos.

Ejemplo 4.2

Solución

Una persona baja con una cuerda una cubeta con ladrillos de una masa de 20 kg a lo largo de 3 m. ¿Cuánto trabajo realiza?

La fuerza que deberá aplicar la persona debe ser igual al peso de la cubeta para poder bajarla. Calculamos la magnitud de esa fuerza primero.

Por lo tanto los datos son:

Al sustituir en la fórmula, tendremos:

La energía es una propiedad intrínseca de los cuerpos, por consiguiente, la manera correcta de expresarse con respecto a la energía es que un objeto tiene energía y no que algo es energía. La energía no posee existencia en sí misma, existe como propiedad de la materia.

Fuerza

20 Kg 3 m

Un trabajo negativo significa que reducimos la energía del objeto, en este caso, la cubeta.

Desplazamiento

Figura 62. Al aplicar fuerza en sentido contrario al desplazamiento se realiza un trabajo negativo.

4.2 Energía potencial Para entender este concepto, veamos el siguiente caso: ¿de qué dependerá el trabajo que se realizará al elevar un objeto un piso? Pues son dos factores, el peso del objeto y la altura del piso. Justamente el primero es una fuerza y el otro una distancia, por lo que el trabajo realizado es: