En el fascinante mundo de la física, la relación entre el trabajo y la energía potencial eléctrica es fundamental para comprender cómo interactúan las fuerzas eléctricas en nuestro entorno. En este artículo, exploraremos la forma en que el trabajo realizado sobre cargas eléctricas se convierte en energía potencial eléctrica, y cómo este concepto se aplica en diversos contextos de la vida cotidiana. ¡Acompáñanos en este viaje a través de la electricidad y descubre la fascinante conexión entre el trabajo y la energía potencial eléctrica!
En esta conferencia aprenderemos sobre el trabajo y la energía potencial eléctrica. Puede ver el vídeo a continuación o leer el tutorial escrito a continuación.
Trabajar
En conferencias anteriores hablamos sobre campos y fuerzas eléctricos y cómo afectan las cosas que los rodean. ¡Si entendemos las fuerzas, podemos entender fácilmente el trabajo!
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Pero ¿qué es el trabajo?
El trabajo es el producto de la magnitud del desplazamiento de un objeto y la componente de fuerza paralela al desplazamiento.
El trabajo es una cantidad escalar que se define únicamente por su tamaño y puede ser positiva o negativa.
ejemplo de trabajo
Ahora veamos un ejemplo simple que lo ayudará a comprender y calcular fácilmente el trabajo.
Trabajar cuando la fuerza y la trayectoria son paralelas.
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En el ejemplo, la fuerza y el desplazamiento son paralelos entre sí y en la misma dirección, el ángulo entre ellos es θ 0° y cosθ es 1.
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Trabajar cuando la fuerza y el desplazamiento no son paralelos.
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Trabajo cuando se aplica fuerza sin desplazamiento del objeto.
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Trabajo cuando la magnitud de la fuerza varía.
¿Qué pasa si varía la magnitud de la fuerza? Por ejemplo, empezaste a tirar más fuerte, pero te cansaste y la fuerza se hizo menor cuanto más tirabas de la caja. En este caso, para encontrar el trabajo necesitas calcular la fuerza que aplicaste usando la integración. Y esta ecuación te ayudará a calcular el trabajo:
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energía
Ya hemos dicho que el trabajo se mide en julios. Sin embargo, los julios también se utilizan como unidad de energía porque el trabajo es solo un cambio de energía.
En otras palabras, la energía es la capacidad o habilidad para realizar un trabajo.
Hay diferentes tipos de energía, pero en esta conferencia nos centraremos en la energía potencial.
La energía potencial es energía que podría usarse para realizar trabajo.
Es energía debido a la posición. Y es necesario colocar el objeto de manera que podamos sacar esa energía nuevamente. La energía potencial se denota con la letra U mayúscula.
Energía potencial gravitacional
Hay energía potencial gravitacional almacenada en un objeto debido a su posición vertical o altura.
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Cuando el libro yace en el suelo, no tiene energía potencial gravitacional porque la gravedad ya no puede tener ningún efecto sobre él.
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Esto sólo puede funcionar si utilizamos fuerzas conservadoras.
Una fuerza conservativa es una fuerza en la que el trabajo que ponemos en el objeto es independiente del camino que toma el objeto. Es necesario colocar el objeto de manera que podamos sacar esa energía nuevamente.
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Esto significa que simplemente agregar una fuerza a lo largo de una cierta distancia cuando se trabaja sobre un objeto no significa que el objeto tenga energía potencial.
Energia potencial electrica
También tenemos fuerzas conservadoras en lo que respecta a las tarifas. En un campo gravitacional tenemos una masa con energía potencial gravitacional, y por otro lado en un campo eléctrico tenemos cargas con energía potencial eléctrica.
La energía potencial eléctrica describe cuánta energía ha almacenado una carga cuando es movida por una fuerza electrostática.
Sólo podemos calcular la energía potencial si determinamos una punto de referencia. El punto de referencia es siempre arbitrario.
Ejemplo de energía potencial eléctrica.
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Ahora volvamos al ejemplo y calculemos la energía potencial eléctrica:
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Resumen
De la ecuación de la energía potencial eléctrica podemos ver que cuanto mayor sea la carga de prueba, mayor será la fuerza repulsiva y más trabajo se tendrá que hacer para acercarla a la carga puntual positiva.
Por el contrario, el movimiento de una carga de prueba positiva hacia un campo eléctrico ocurriría sin necesidad de trabajo de una fuerza externa. Esto conduce además a una pérdida de energía potencial.
Eso es todo por esta conferencia. Espero que haya sido útil y hayas aprendido algo nuevo. En el próximo tutorial de Electrónica Básica, hablaremos sobre el potencial eléctrico y la diferencia de potencial eléctrico.
Trabajo y energía potencial eléctrica
En esta conferencia aprenderemos sobre el trabajo y la energía potencial eléctrica. Podrás ver el siguiente video o leer el tutorial escrito a continuación.
Trabajo
En conferencias anteriores hemos hablado sobre campos eléctricos y fuerzas, y cómo afectan a las cosas a su alrededor. Si entendemos las fuerzas, ¡podemos entender fácilmente el trabajo!
El trabajo es un producto de la magnitud del desplazamiento de un objeto y del componente de la fuerza paralelo al desplazamiento.
El trabajo es una cantidad escalar definida únicamente por su magnitud, y puede ser positivo o negativo.
Ejemplo de Trabajo
Imaginemos un objeto al que se le aplica una fuerza. El trabajo se realiza si el objeto se mueve.
Por ejemplo, si observamos un objeto y se aplica una fuerza sobre ese objeto. La fuerza está haciendo trabajo si el objeto se mueve.
¿Pero qué es el trabajo?
El trabajo es igual a la magnitud de la fuerza aplicada, multiplicada por la distancia que movemos el objeto, multiplicada por el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento.
El trabajo es una cantidad escalar definida únicamente por su magnitud, y puede ser positivo o negativo.
¡Espero que haya sido útil y hayas aprendido algo nuevo! En el próximo tutorial de Electrónica Básica hablaremos sobre el Potencial Eléctrico y la Diferencia de Potencial Eléctrico.
Creo que el artículo explicó de forma clara la relación entre el trabajo y la energía potencial eléctrica. ¡Me ayudó a entender mejor este concepto! ¡Gracias!
¡Increíble! Nunca había entendido bien la energía potencial eléctrica hasta leer este artículo. ¡Muy claro y fácil de seguir! ¡Gracias por compartir!