Calculadora de trabajo, energía y potencia

¿Qué es el trabajo en física?

Se realiza trabajo cuando una fuerza desplaza un cuerpo. Se calcula multiplicando la componente de la fuerza en la dirección del movimiento por la distancia recorrida: W = F × d × cos θ. Su unidad es el julio (J): un julio es el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton que desplaza un cuerpo 1 metro.

El ángulo es relevante. Si la fuerza actúa en el sentido del movimiento (θ = 0), contribuye por completo. Si es perpendicular al movimiento (θ = 90°), el trabajo es cero: al llevar una bolsa por un camino horizontal, la fuerza hacia arriba ejercida por tu brazo no realiza trabajo en el sentido físico.

¿Qué es la potencia?

La potencia expresa la rapidez con la que se realiza trabajo: P = W / t. Su unidad es el vatio (W), y 1 vatio equivale a 1 julio por segundo. Para un cuerpo que se mueve con rapidez constante, la potencia también es P = F × v.

Energía

La energía es la capacidad de realizar trabajo y se mide en la misma unidad. La potencia multiplicada por el tiempo da la energía utilizada: W = P × t. El kilovatio hora de la factura eléctrica es ese producto: 1 kWh = 3,6 millones de julios.

Ejemplo

Empujar una caja 5 metros con una fuerza de 200 N supone un trabajo de 200 × 5 = 1000 J. Si se tarda 4 segundos, la potencia es 1000 / 4 = 250 W.

Límites

El cálculo supone una fuerza constante. Si la fuerza cambia durante el recorrido, como la fuerza de un resorte, la fórmula no puede usarse directamente. La energía cinética y la potencial tienen sus propias calculadoras.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la potencia?

En este ejemplo, realizar 1200 J de trabajo en 20 segundos da una potencia media de 60 W. Divide el trabajo entre el tiempo transcurrido. El resultado es una media del intervalo y no describe variaciones instantáneas. En una máquina con pérdidas se necesita la eficiencia para determinar la potencia de entrada.

Calcular con estos valores