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Unidad 4 - E.A. 1
TRABAJO Y ENERGÍA
Autor
Carlos Andrés Cárdenas Valencia
Competencias
Ruta Metodológica
Introducción a la Temática
Desarrollo de la Temática
Resumen de la Temática
Glosario
Referencias y Bibliografía
Trabajo y Energía
Competencias
Comprende y explica de manera integral los conceptos de trabajo y energía para 
describir las características del movimiento de un cuerpo.
Aplica de forma lógica el producto escalar de vectores para calcular el trabajo 
realizado por una fuerza.
Emplea procesos matemáticos de forma secuencial para solucionar problemas 
relacionados con la conservación de la energía mecánica.
Trabaja asertivamente en grupo y aplica los conceptos del trabajo y la energía 
para realizar experimentos y verificar la teoría del movimiento de los cuerpos.
Recomendaciones Generales:
Apreciado estudiante, a continuación, encontrará una serie de recomendaciones que le serán muy 
útiles para el desarrollo de lo propuesto en este espacio de aprendizaje: 
Ruta Metodológica
En esta última unidad se describirán los conceptos relacionados con el trabajo, la energía y la potencia, analizando 
el movimiento de los cuerpos desde el punto de vista de la energía y se estudiará uno de los principios 
fundamentales de la física: el principio de conservación de la energía mecánica.
La unidad inicia con el estudio del concepto de trabajo, el cual es una aplicación del producto escalar de 
vectores analizado en la primera unidad. Se definirá la energía cinética y se explicará el teorema trabajo-
energía para comprender el movimiento de los cuerpos y asociar sus características con los movimientos 
estudiados en la unidad 2.
Además, se definirá qué es la energía potencial, los sistemas conservativos y se realizarán ejercicios aplicando la 
conservación de la energía. En el laboratorio se realizará una práctica experimental para analizar la conservación de 
energía.
Ver el siguiente Voki para saber las enseñanzas de la esta unidad:
Introducción a la Temática
 Consulta para la próxima clase: Teorema trabajo-energía cinética.
 Nota: para interactuar con este recurso debe dirigirse a la plataforma.
Desarrollo de la Temática
 Antes de iniciar con el estudio de esta unidad, los invito leer los conceptos de trabajo y energía. Para 
ello, ingrese a la siguiente página y revise los videos y artículos que le permitirán afianzar sus 
conocimientos
Unidad trabajo y energía 
Khan Academy (2020). Unidad trabajo y energía. Recuperado el 2020, 08, 04, en:
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy 
VER LECTURA
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy
Para ver la solución, descargue el siguiente PDF:
DESCARGAR SOLUCIÓN - EJEMPLO 1.pdf 116.8 KB
en: https://articulateusercontent.com/rise/courses/
LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/REgkM7sj047_mbTy-DESCARGAR%
2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25201.pdf
Ejemplo.
 
 
Un bloque con una masa de 2 Kg es empujado sobre una superficie horizontal y sobre él actúan las 
fuerzas que se muestran en la figura 1. Si el desplazamiento del cuerpo es de 5m, calcular el trabajo 
realizado por cada fuerza y el trabajo total.
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/REgkM7sj047_mbTy-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25201.pdf
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/REgkM7sj047_mbTy-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25201.pdf
Relación del trabajo total y el tipo de movimiento
• Cuando el trabajo total es positivo (w > 0), esto implica que la fuerza resultante sobre el
cuerpo es positiva (R > 0) y entonces el movimiento que experimenta el cuerpo es acelerado
(a > 0).
• Cuando el trabajo total es negativo (w < 0), esto implica que la fuerza resultante sobre
el cuerpo es negativa (R < 0) y entonces el movimiento que experimenta el cuerpo es
desacelerado (a < 0).
• Cuando el trabajo total es igual a cero (w = 0), esto implica que la fuerza resultante sobre el
cuerpo es igual a cero (R = 0) y entonces el cuerpo está en reposo o se mueve con velocidad
constante (a = 0).
 
 
 
Energía
La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Es una magnitud escalar y su 
unidad de medida es el Joule (J). Existen diferentes formas de energía entre las cuales están: 
energía cinética, potencial gravitacional, mecánica, potencial elástica, eléctrica, hidráulica, eólica, 
solar, entre otras. En esta unidad se describirá la energía cinética, la energía potencial y la energía 
mecánica.
Energía Mecánica (E)
Es la suma de la energía cinética y la energía potencial que posee un cuerpo en cualquier punto de 
su trayectoria (Bauer & Westfall, 2014). Se calcula con la siguiente ecuación:
POTENCIA (P)
La potencia es el trabajo realizado por unidad de tiempo, es decir, la tasa con la que se realiza 
trabajo. La unidad en el sistema internacional es el watt (W) (Bauer & Westfall, 2014) y se calcula 
con la siguiente ecuación:

Teorema Trabajo y Energía Cinética
Es la relación que existe entre el trabajo total que se realiza sobre un cuerpo y su cambio de 
energía cinética (Bauer & Westfall, 2014). Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:
Consulta para laboratorio: ¿cómo calcular el coe� ciente de
rozamiento?
Ejemplo.
Un cuerpo de 60 Kg se mueve horizontalmente y aumenta su velocidad desde 5 m/s hasta 8 m/s en 
un tiempo de 10 s. Calcular el trabajo realizado sobre el cuerpo, el cambio de energía cinética, la 
potencia, la fuerza resultante y la distancia recorrida por el cuerpo.
Para ver la solución, descargue el siguiente PDF:
DESCARGAR SOLUCIÓN - EJEMPLO 2.pdf 148.8 KB
En: https://articulateusercontent.com/rise/courses/
LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/drdFyO8bba8jzEGo-DESCARGAR%
2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25202.pdf
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/drdFyO8bba8jzEGo-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25202.pdf
Para ver la solución, descargue el siguiente PDF:
DESCARGAR SOLUCIÓN - EJEMPLO 3.pdf 114.4 KB
en: https://articulateusercontent.com/rise/courses/
LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/5pUmVbTOwYPcJtI6-DESCARGAR%
2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25203.pdf
 
 
Un ascensor que se mueve verticalmente hacia arriba, parte del reposo y alcanza una altura de 20m 
en 8s como se muestra en la figura 3. Si la masa del ascensor es de 200Kg y la tensión en el cable es de 
2200 N, calcular el total, el trabajo realizado por cada fuerza, la energía cinética final y la energía 
potencial final.
Ejemplo.
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/5pUmVbTOwYPcJtI6-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25203.pdf
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/5pUmVbTOwYPcJtI6-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25203.pdf
Observe el siguiente video de Khan Academy (2016) para complementar los conceptos sobre trabajo y 
energía: 
Trabajo y el principio de trabajo-energía; trabajo y energía, física, Khan Academy Español  
Khan Academy Español (2016, 03, 27). Trabajo y el principio de trabajo-energía; trabajo y energía, física, Khan
Academy Español . [Archivo de video]. Recuperado el 2020, 07, 22, en: https://www.youtube.com/watch?
v=EqZ8opzmgis
VER VIDEO
Conservación de la Energía Mecánica (E)
Cuando un cuerpo está en movimiento bajo la influencia de fuerzas conservativas, la energía 
mecánica se conserva, esto quiere decir que la energía mecánica permanece constante. Una fuerza 
conservativa es una fuerza para la cual el trabajo realizado en una trayectoria cerrada es igual a cero 
(Bauer & Westfall, 2014). 
Cuando un cuerpo se mueve de un punto 1 a otro punto 2 y solo actúan fuerzas conservativas, 
entonces se dice que hay conservación de la energía mecánica y se tiene que:
Si en el movimiento realizan trabajo fuerzas disipativas como la fuerzade rozamiento, 
entonces no hay conservación de la energía mecánica y se tiene que el trabajo de la fuerza de 
rozamiento es:
https://www.youtube.com/watch?v=EqZ8opzmgis
https://www.youtube.com/watch?v=EqZ8opzmgis
Ejemplo.
Un cuerpo de 500g se deja caer desde una altura de 10m como se muestra en la figura 4. Calcular la 
velocidad del cuerpo cuando toca el suelo si no hay fricción con el aire y cuando actúa una fuerza de 
fricción con el aire de 2N.
Para ver esta solución, desargue el siguiente PDF:
DESCARGAR SOLUCIÓN - EJEMPLO 4.pdf 113.8 KB
En: https://articulateusercontent.com/rise/courses/
LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/QsEDSPC-ilyT27Ix-DESCARGAR%
2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25204.pdf
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/QsEDSPC-ilyT27Ix-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25204.pdf
https://articulateusercontent.com/rise/courses/LLgv6Rb2LyMps05hqHtmmrBRqXQMlouF/QsEDSPC-ilyT27Ix-DESCARGAR%2520SOLUCI%25C3%2593N%2520-%2520EJEMPLO%25204.pdf
A continuación, se presenta el resumen de los conceptos tratados en esta unidad. 
Resumen de la Temática
https://aulasvirtuales.uniquindio.edu.co/RecDigital/AnalisisFinanciero/recursos/unidad3/Descargable_EA3.pdf
Glosario
Referencias
• Bauer, W. & Westfall, G. (2014). Física para ingeniería y ciencias, Vol 1. Editorial McGraw-Hill.
• Khan Academy (2020). Unidad trabajo y energía. Recuperado el 2020, 08, 04, en:
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy 
• Khan Academy Español (2016, 03, 27). Trabajo y el principio de trabajo-energía; trabajo y energía, 
física, Khan Academy Español . [Archivo de video]. Recuperado el 2020, 07, 22, en:
https://www.youtube.com/watch?v=EqZ8opzmgis
• Serway, R & Jewett, J. (2008), Física para ciencias e ingeniería. Vol. 1. Cengage Learning Editores.
Referencias y Bibliografía
Bibliografía
• Aguilar, J. Y Senet, F. (1992). Cuestiones de Física. Madrid: Editorial Reverté.
• Alemán, R. (2006). Física Para Todos. Madrid: Equipo Sirius.
• Eisberg, L. (1983). Física Fundamentos y aplicaciones. Editorial McGraw-Hill.
• Finn, A. (1995), Física. Vol 1: Mecánica. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana.
• Hewitt, P. (2004). Física Conceptual. México: Pearson Editores.
• Resnick, R. (1997). Física, Vol 1. Editorial CECSA.
• Sears, Z. (1999), Física Universitaria. Editorial Pearson.
• Serway, R. (1992), Física. Editorial McGraw-Hill.
• Tipler, P. (1994). Física. Editorial Reverté.
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DEL QUINDÍO 
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