Fórmula para el trabajo y la energía

La energía es un constructo (matemático) de papel y lápiz en lugar de una cuenta de algo físico. Tiene la propiedad de ser conservados en cualquier sistema cerrado. Puede convertir en formas diferentes, representados formulaically, pero no puede ser creada o destruida. El trabajo es una manifestación de energía. Su representación de papel y lápiz es la fuerza (en dirección del movimiento en la carga) aplicada a una carga de veces la distancia que la carga se mueve por esa fuerza.

Fórmulas de la energía

Energía puede "esconder" en muchas formas diferentes: gravitatoria (mgh), cinética (0.5mv ^ 2), relativista (mc ^ 2), eléctricos (eV), calor (3/2kT), electromagnético, elástico (0.5kx ^ 2) y la energía radiante (no una lista completa). Cuando una de estas ecuaciones se encuentra en valor, otros se encuentran en total se han incrementado en la misma cantidad.

Trabajo

De las diferentes conversiones que energía pasa a través de, la forma final de interés para nosotros es trabajo. El trabajo es una forma de energía también. Se define matemáticamente como el producto de la distancia sobre la cual una carga se mueve veces la fuerza tangencial aplicada para hacerla mover. Trabajo = fuerza---distancia. Note la palabra "tangencial". Un trineo puede ser tirado de 10 metros con una fuerza de 10 Newton, pero si la cuerda usada para tirar es a un ángulo para que el componente hacia adelante de la fuerza es sólo 5 Newtons, entonces el trabajo realizado es 50 julios, no 100 (1J = 1N---1m).

Por estasis

Observe también la palabra "distancia" en la definición. Si el trineo no se mueve, entonces no se trabaja. Energía química almacenada en la glucosa se puede convertir en otra forma de energía (calor, por ejemplo) pero no funciona. La definición de trabajo por lo tanto se hace muy cuidadosamente, para que la conversión de la energía corporal en otra forma de energía no cuentan doble.

Representación vectorial de obra

Cuando la fuerza se representa como un vector, su producto escalar con el vector de distancia (señalando en la dirección del movimiento) da la magnitud del trabajo realizado. Si el camino es torcido, el vector de distancia puede hacerse pequeñas y la suma F (punto) "s para cada segmento recto del camino s pueden ser resumidas. Si "s es muy pequeña, entonces la suma se llama integración, representado como W = ∫F (punto) ds.

Fuerzas conservadoras

Si el camino que un trineo es tirado entre dos puntos es variado, naturalmente el trabajo realizado será diferente para cada ruta, siendo una función de la fricción se tiró contra y la longitud del camino. Si el trabajo realizado entre dos puntos es independiente de la trayectoria, la fuerza se llama "conservador". Un ejemplo es un campo gravitacional en el que la carga no experimenta fricción. Si el camino lazos detrás en sí mismo, entonces cualquier trabajo fue realizado contra el campo ha sido devueltos a energía potencial gravitacional almacenada y W = 0.


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