Page 180 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

8.3 Energía 161

El peso W del bloque también realiza un trabajo negativo, ya que su componente Wx tiene
dirección opuesta al desplazamiento.
(Trabajo),,, = -(24.5 N)(20 m) = -4 9 0 J

Solución (b): El trabajo neto es igual a la suma de los trabajos realizados por cada fuerza
Trabajo neto = (trabajo)^ = (trabajo)^ = (trabajo) + (trabajo)^
= 0 + 1600 J - 212 J - 490 J
= 898 J
Para demostrar que éste es también el trabajo de la fuerza resultante, calculamos primero
esta última, que es igual a la suma de las fuerzas a lo largo del plano inclinado

F* = P - f t ~ W
= 80 N - 10.6 N - 24.5 N = 44.9 N
Por tanto, el trabajo de F es
Trabajo neto = FRx = (44.9 N)(20 m) = 898 J
que es igual al valor obtenido cuando se calcula el trabajo de cada fuerza por separado.

Es importante distinguir entre el trabajo resultante o neto y el trabajo de una fuerza indivi­
dual. Si nos referimos al trabajo necesario para mover un objeto cierta distancia, el trabajo rea­
lizado por la fuerza que tira de él no es necesariamente el trabajo resultante. El trabajo puede
haberse realizado por medio de una fuerza de fricción o de otras fuerzas. El trabajo resultante
es simplemente el trabajo hecho por una fuerza resultante. Si ésta es cero, entonces el trabajo
resultante también es cero, aun cuando diversas fuerzas individuales puedan estar realizando
un trabajo positivo o negativo.

Energía

La energía puede considerarse algo que es posible convertir en trabajo. Cuando decimos que
un objeto tiene energía, significa que es capaz de ejercer una fuerza sobre otro objeto para
realizar un trabajo sobre él. Por el contrario, si realizamos un trabajo sobre un objeto, le he­
mos proporcionado a éste una cantidad de energía igual al trabajo realizado. Las unidades de
energía son las mismas que las del trabajo: joule y libra-pie.
En mecánica nos interesan dos tipos de energía:

Energía cinética K, que es la energía que tiene un cuerpo en virtud de su movimiento.
Energía potencial U, que es la energía que tiene un sistema en virtud de su posición o
condición.

Se dice que toda masa m que tenga velocidad posee también energía cinética. No obs­
valga la expresión— de
tante. para que haya energía potencial es preciso tener el potencial —
una fuerza aplicada. Por tanto, un objeto en sí no puede tener energía potencial; más bien, esta
última ha de pertenecer al sistema. Una caja que se mantiene a cierta distancia sobre la super­
ficie de la Tierra es un ejemplo de un sistema con energía potencial. Si se le soltara, nuestro
planeta ejercería una fuerza sobre ella; sin la Tierra no habría energía potencial.
Se puede pensar en numerosos ejemplos de cada tipo de energía. Por ejemplo, un auto­
móvil en marcha, una bala en movimiento y un volante que gira tienen la capacidad de reali­
zar trabajo a causa de su movimiento. De forma similar, un objeto que ha sido levantado, un
resorte comprimido y una liga estirada tienen el potencial para realizar trabajo siempre que se
active una fuerza. En la figura 8.3 se presentan varios ejemplos de cada tipo de energía.