Energía y Trabajo en Física: Domínalos con Ejemplos de TikTok y Fórmulas 🚀 (Guía Bachillerato 2025)

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Física

Energía y Trabajo en Física: Domínalos con Ejemplos de TikTok y Fórmulas 🚀 (Guía Bachillerato 2025)

  • 11/02/2025
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Energía y Trabajo en Física: Domínalos con Ejemplos de TikTok y Fórmulas 🚀 (Guía Bachillerato 2025

Índice

1. Energía vs. Trabajo: ¿Son lo mismo? Spoiler: ¡NO! 🔋

  • Energía: Es la capacidad de hacer «algo útil». Como la batería de tu móvil.
  • Trabajo: Es usar esa energía para mover algo. Ejemplo: Deslizar el dedo en la pantalla (¡eso requiere trabajo!).

Fórmula clave del trabajo:

    \[W = F \cdot d \cdot \cos\theta \quad \text{(Trabajo = Fuerza × distancia × coseno del ángulo)}\]


(Si empujas algo en línea recta, \cos 0° = 1, así que W = F \cdot d).

2. Energía Cinética: La «viralidad» del movimiento 🛹

Es la energía que tienes por estar en movimiento. Cuanto más rápido vas, más «likes» de energía tienes.

Fórmula en LaTeX:

    \[E_c = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 \quad \text{(¡Masa y velocidad al cuadrado!)}\]

Ejemplo TikTok:

  • Un patinador de 60 kg yendo a 5 m/s:

        \[E_c = \frac{1}{2} \cdot 60 \cdot (5)^2 = 750 \, \text{J}\]


    (¡750 Julios de pura adrenalina!).

3. Energía Potencial: Como una story guardada 📲

Es energía almacenada que puede usarse después. Hay dos tipos:

a) Potencial Gravitatoria

Depende de la altura. Ejemplo: Una botella de agua en el borde de una mesa.

Fórmula:

    \[E_p = m \cdot g \cdot h \quad \text{(Masa × gravedad × altura)}\]

b) Potencial Elástica

Como un resorte comprimido o una goma estirada.

Ejemplo:

  • Un arco tensado antes de lanzar una flecha 🏹.

4. Trabajo Físico: ¿Gastar energía como en el gym? 💪

Hacer trabajo es transferir energía. Si empujas un muro y no se mueve (d = 0), ¡no has hecho trabajo!

Caso real:

  • Subir una mochila de 5 kg a 1.5 m de altura:

        \[W = (5 \cdot 9.8) \cdot 1.5 = 73.5 \, \text{J}\]


    (Sí, quemas 73.5 Julios… pero no cuenta como ejercicio 😜).

5. Ley de Conservación: La energía no se borra, se transforma 🔄

«La energía total en un sistema no se crea ni se destruye, solo cambia de forma».

Ejemplo épico:

  1. Al soltar un yoyó:
  • Energía potencial → cinética → potencial de nuevo.
  1. Fórmula (sin fricción):

        \[E_{inicial} = E_{final} \quad \Rightarrow \quad mgh = \frac{1}{2}mv^2\]

6. Ejemplo Resuelto: De 0 a 100 en 3 pasos

Problema: Una manzana de 0.2 kg cae desde 10 m. Calcula su velocidad al tocar el suelo (g = 9.8 \, \text{m/s}^2).

Solución:

  1. Energía inicial (potencial):

        \[E_p = 0.2 \cdot 9.8 \cdot 10 = 19.6 \, \text{J}\]

  2. Energía final (cinética):

        \[E_c = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \cdot v^2\]

  3. Igualar y resolver:

        \[19.6 = 0.1 \cdot v^2 \quad \Rightarrow \quad v = \sqrt{196} = 14 \, \text{m/s}\]


    ¡La manzana cae a 50.4 km/h! 🍎 (¿Será la de Newton?)

7. Tres Ejercicios Nivel TikTok (soluciones ocultas 🧠)

Nivel Fácil:

  1. Calcula la energía cinética de un perro de 15 kg corriendo a 4 m/s.

Nivel Medio:

  1. ¿Qué trabajo haces al empujar un carrito 5 m con una fuerza de 20 N?

Nivel Pro:

  1. Una montaña rusa inicia en 50 m de altura. Si no hay fricción, ¿qué velocidad tendrá abajo?

🔍 Soluciones (¡no hagas scroll!):

  1. E_c = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot 4^2 = 120 \, \text{J}
  2. W = 20 \cdot 5 = 100 \, \text{J}
  3. v = \sqrt{2 \cdot 9.8 \cdot 50} \approx 31.3 \, \text{m/s}

8. Errores que te bajan el like (y cómo evitarlos)

  • Confundir masa (kg) y peso (N): El peso es W = m \cdot g.
  • Olvidar unidades: Julios (J) para energía/trabajo, Newtons (N) para fuerza.
  • Ignorar la fricción: En la vida real, parte de la energía se pierde en calor.

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