En física, hablamos de trabajo cuando una fuerza logra producir un cambio en un objeto o sistema. Dicho de forma sencilla: hay trabajo cuando se transfiere energía de un cuerpo a otro, y esa energía se manifiesta en un movimiento o transformación.
El trabajo mecánico se calcula con la fórmula:
Por ejemplo, al levantar una mochila del piso a la mesa, se está realizando trabajo porque se transfiere energía a la mochila, aumentando su energía potencial gravitatoria.
La potencia mecánica mide la rapidez con la que se realiza un trabajo. Su fórmula es:
De manera análoga, en la electricidad usamos la fórmula:
Un mismo trabajo puede realizarse con potencias distintas: subir una escalera corriendo o caminando implica el mismo trabajo total (porque la altura alcanzada es la misma), pero la potencia es mayor en el caso de correr, ya que se transfiere la energía en menos tiempo.
Estos conceptos son fundamentales para entender cómo se aprovecha la energía en la vida cotidiana, desde el esfuerzo físico de una persona hasta el funcionamiento de una usina o un electrodoméstico.
Un alumno levanta una caja de 10 kg desde el piso hasta una mesa de 1,2 m de altura.
Una persona llevando una caja sube una escalera de 4 m de altura haciendo una fuerza de 800N sobre el piso.
En el supermercado, se empuja un carrito con una fuerza de 50 N a lo largo de 5 m.
Una escalera mecánica transporta 10 personas de 70 kg cada una, elevándolas 5 m en 30 s.
Una lámpara consume una potencia de 60 W cuando está encendida.
Una pava eléctrica consume 1500 W de potencia para calentar agua.