Un sistema de partículas está definido por muchas funciones presentes en el sistema. Algunas de estas funciones son fuerza, desplazamiento, trabajo, energía, etc. A menudo, una función puede derivarse en términos de otra función definida para el sistema o a partir de ella. Las funciones están correlacionadas de tal manera que a menudo es difícil diferenciarlas.
El trabajo y la energía son dos funciones escalares que dependen una de la otra y, sin embargo, son diferentes entre sí. Es importante conocer la diferencia entre ellos para definir un sistema de forma completa y precisa.
Trabajo vs Energía
La diferencia entre Trabajo y Energía es que el trabajo realizado depende del desplazamiento y la dirección del objeto bajo observación, mientras que la energía del objeto no depende del desplazamiento o la dirección del objeto.
El trabajo realizado sobre un objeto es la fuerza aplicada sobre un objeto que provoca un cambio en la dirección y el desplazamiento del objeto. El trabajo realizado en un objeto puede ser positivo o negativo dependiendo de la relación entre la dirección de la fuerza y la dirección del desplazamiento.
La energía es la capacidad de un objeto para trabajar. Producen o crean trabajo en un sistema con un objeto. La energía de un objeto no depende de la dirección o el desplazamiento del objeto. Hay muchos tipos de energía como energía química, energía potencial, energía mecánica.
Tabla comparativa entre trabajo y energía
| Parámetros de comparación | Trabajo | Energía |
| Significado | Es la fuerza aplicada sobre un objeto para provocar un cambio de dirección o provocar el desplazamiento del objeto. | Es la capacidad de producir o crear trabajo. Es una función de un sistema. |
| Etimología | Ha estado en uso desde 1826. Fue acuñado por el matemático francés Gaspard-Gustave Coriolis. | Derivado de la palabra griega "Energia" y ha estado en uso desde que Aristóteles introdujo este término en 4BC. |
| Dirección | El trabajo depende de la dirección. Si la fuerza aplicada está en la misma dirección que la dirección del desplazamiento, entonces el trabajo es positivo y viceversa. | La energía no depende de la dirección ya que es una cantidad escalar. |
| Desplazamiento | Si el objeto no sufre ningún desplazamiento, entonces el trabajo realizado por el objeto se considera cero incluso si el objeto ha recorrido una cierta distancia pero regresó a la posición inicial. | La energía no depende completamente del valor del desplazamiento. Entonces, incluso si el desplazamiento es cero, no es necesario que la energía aplicada sea cero. |
| Ecuación | La ecuación para el valor numérico del trabajo es Trabajo = fuerza x distancia. | Hay muchas ecuaciones para encontrar energía, ya que existen muchos tipos de energía como energía eléctrica, energía química, etc. |
¿Qué es trabajo?
El trabajo realizado se define como la fuerza aplicada sobre un objeto para provocar el desplazamiento y un cambio en la dirección del movimiento del objeto. Básicamente, también se utiliza para medir la energía transferida a un objeto por la fuerza externa para provocar un cambio en el estado del objeto.
El trabajo realizado en un objeto depende de la dirección. Si la dirección de la fuerza aplicada es la misma que la dirección del desplazamiento causado, entonces el trabajo realizado es positivo. Si la dirección de la fuerza aplicada es opuesta, entonces el trabajo realizado es negativo.
La ecuación del trabajo realizado es,
trabajo = fuerza x desplazamiento
La unidad SI de trabajo realizado es Joules (J) pero también se puede usar N-m. Un joule se define como 1 N de fuerza externa aplicada para provocar un desplazamiento en 1 m.
Ejemplo: empujar una pared. En este caso, el trabajo realizado es cero porque no hay desplazamiento. Empujar una caja de cartón de A a B. Hay trabajo hecho.
¿Qué es energía?
La energía es la capacidad de un objeto de someterse al trabajo realizado para producir una fuerza externa sobre el objeto. La energía de un sistema de partículas siempre se conserva. Entonces, sigue la ley de conservación de la energía.
Para un sistema de partículas, la energía no se puede crear ni destruir. Tiene que cambiar de una forma a otra. Por tanto, existen muchos tipos de energía. Ejemplos: energía mecánica, energía química y energía potencial.
Cada tipo de energía se utiliza para definir la energía utilizada en diferentes tipos de sistemas. Ejemplo: La energía química es la energía que se obtiene de los cambios químicos en el entorno. Cada tipo de energía tiene diferentes ecuaciones energéticas.
La ecuación para la energía potencial es, E = mgh, la unidad SI para la energía también es J y también se puede representar en la forma de N-m (Newton-metro).
Principales diferencias entre trabajo y energía
- Los dos términos de "trabajo" y "energía" tienen definiciones diferentes. El trabajo se define como la fuerza aplicada a un objeto. La fuerza aplicada debe provocar un cambio de dirección o desplazamiento del objeto, solo entonces se realiza el trabajo. La energía, por otro lado, se define como la capacidad de producir o crear trabajo sobre un objeto. Es la capacidad de un objeto para trabajar.
- El origen de las dos palabras también es diferente. El término "energía" fue derivado por Aristóteles en 4BC. Se acuñó de la palabra griega "Energia" y se ha utilizado desde que se acuñó el término. Aunque el trabajo y la energía son términos estrechamente entrelazados, la derivación del trabajo se realizó mucho más tarde. Fue acuñado por primera vez por el matemático francés Gaspard-Gustave Coriolis en 1826.
- La energía y el trabajo son cantidades escalares, es decir, la magnitud no depende de la dirección. pero el trabajo realizado depende de la dirección. Si la fuerza aplicada está en la misma dirección que la dirección de desplazamiento del objeto, entonces el trabajo realizado es positivo y viceversa. Aquí, la magnitud del trabajo realizado no depende de la dirección, pero el trabajo está hecho. La energía no depende de la dirección.
- Para el trabajo realizado en un objeto, el objeto debe sufrir un desplazamiento. Cuando el objeto se mueve una cierta distancia y vuelve a su posición inicial, aunque la distancia no es cero, el desplazamiento del objeto es cero. En este caso, el trabajo realizado también es cero. La energía no depende completamente del desplazamiento del objeto.
- La ecuación para calcular la magnitud del trabajo es,
Trabajo = fuerza x desplazamiento.
La ecuación de la energía difiere con los diferentes tipos de energía. Para la energía potencial, la ecuación es E = mgh mientras que, para la energía cinética, la ecuación es E = 1/2 kv ^ 2.
Conclusión
La energía y el trabajo son dos funciones diferentes que se utilizan para definir el estado de un sistema de partículas. El trabajo es la fuerza aplicada para causar el desplazamiento, mientras que la energía es la capacidad de trabajo realizada por un objeto.
