¿Cuál es la definición de «trabajo»?

Según el contexto o la disciplina de la cual se trate, el término “trabajo” se puede definir de diferentes maneras. Tanto en la física como en la química, el trabajo es la relación que existe entre el desplazamiento de un objeto y una fuerza determinada.

El trabajo: conceptos y características

Si buscamos la palabra «trabajo» en el diccionario de la lengua española, obtendremos varios significados distintos, entre los que se incluyen:

• Acción y efecto de trabajar.
• Algo que es resultado de la actividad humana.
• Operación de la máquina, pieza, herramienta o utensilio que se emplea para algún fin.
• Esfuerzo humano aplicado a la producción de riqueza, en contraposición a capital.
• Lugar donde se trabaja.
• Producto de la fuerza por la distancia que recorre su punto de aplicación.

Sin embargo, para algunas disciplinas científicas, el significado de trabajo va más allá de estas definiciones. Este concepto es muy utilizado, especialmente en física y química, ya que forma parte de innumerables procesos y fenómenos. Generalmente, al concepto de trabajo también se lo relaciona con las definiciones de energía y potencia.

Energía, trabajo y potencia

Para comprender qué es exactamente el trabajo, es necesario tener en cuenta primero las definiciones de energía y potencia.

La energía

La energía se puede definir como la capacidad para producir un trabajo. En la naturaleza, la energía se utiliza en una gran cantidad de situaciones: para mover un objeto, encender un dispositivo, realizar las funciones vitales, aumentar o disminuir la temperatura, entre otras.

Por eso, se considera como energía a la capacidad que poseen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros. Dichos cambios se producen debido a sus interacciones y a las transferencias de energía que se realizan.

La energía puede ser térmica, eléctrica, química, cinética, potencial, nuclear, lumínica, etc. Algunas de las unidades que se usan para medirla son:

• El julio (J): una unidad J equivale, aproximadamente, a la energía que se necesita para levantar un cuerpo de 100 gramos a un metro de altura.
• La caloría (cal): cantidad de energía que se necesita para elevar 1 ºC la temperatura de 1 g de agua. Su equivalencia en julios es 1 cal = 4,18 J.
• El Kilovatio-hora (kWh): esta medida es la energía que se desarrolla por una potencia de 1000 vatios durante 1 hora. Su equivalencia en julios es: 1 kWh = 3.600.000 J.

La potencia

La potencia es una magnitud que relaciona el trabajo realizado con el tiempo que se emplea en hacerlo. También se puede definir como la velocidad en la cual se realiza el trabajo o se usa la energía.

Según el Sistema Internacional de Unidades de medida, la potencia se mide en vatios (W), el trabajo en julios (J) y el tiempo en segundos (s). Por ejemplo, si se producen 100 julios de trabajo en un segundo, la potencia es de 100 vatios.

Definiciones de trabajo

El trabajo es una actividad que utiliza una fuerza y realiza un movimiento en la dirección de dicha fuerza. Las fuerzas son interacciones que se producen entre los cuerpos.

Para medir las consecuencias que causa la acción de una fuerza en un sistema se usa el trabajo. Por lo tanto, el trabajo se puede definir también como la medida de la acción que las fuerzas ejercen sobre un sistema.

Es importante tener en cuenta que para que se considere como «trabajo», la fuerza debe producir un cambio. Por ejemplo, si se empuja un coche, es evidente que se está realizando una fuerza, pero si no se consigue moverlo, el trabajo se considera nulo.

Tipos de trabajo

Existen numerosos tipos de trabajo según las clases de fuerzas que se empleen. Estos pueden ser:

• Trabajo gravitatorio: en este tipo de trabajo interviene la fuerza de la gravedad. Ocurre cuando un objeto se desplaza bajo la acción de una fuerza gravitatoria.
• Trabajo eléctrico: aquí participa la fuerza eléctrica y es el trabajo que dicha fuerza efectúa sobre una carga que se mueve desde un punto A hasta otro punto B.
• Trabajo de presión-volumen: se trata del trabajo que realizan algunos gases.
• Trabajo mecánico: es el que se efectúa al cambiar la posición de los cuerpos o al moverlos. La energía que permite realizar el trabajo mecánico puede ser:
  • Cinética: si cambia el movimiento de los objetos. La energía cinética es la energía que poseen los cuerpos por estar en movimiento.
  • Potencial: si se modifica la altura de los objetos con respecto al nivel del suelo. La energía potencial es la que se encuentra «almacenada» en los cuerpos.

Cómo se mide el trabajo

Tanto en física como en química, el trabajo mecánico es el que aparece con mayor frecuencia. Es una magnitud que se mide de forma indirecta, por lo tanto, se calcula a partir de la fuerza que se ejerce y de los efectos que produce. Como el trabajo es igual al producto de la fuerza y la distancia a la que se mueve el objeto, podemos medirlo utilizando la siguiente fórmula:

t = F * d

donde «t» es el trabajo, «F» es la fuerza opuesta, y «d» es la distancia.

Otra manera de medir el trabajo mecánico es:

t = m * a * d

donde «m» es la masa, «a» es la aceleración y «d» es la distancia.

Otras características del trabajo

El trabajo puede ser positivo o negativo. Esto depende de ciertas características, como por ejemplo:

• Si la fuerza se ejerce en el mismo sentido que el movimiento, el trabajo es positivo. Esto ocurre cuando el trabajo del motor de un coche hace que este se impulse en el sentido de la marcha.
• En cambio, si la fuerza actúa en sentido contrario al movimiento, se produce un trabajo negativo. Este es el caso del trabajo que realizan los frenos de un coche cuando intentan detener el movimiento, aplicando una fuerza en contra de este.

Bibliografía

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Recursos Tic. Trabajo y energía. (Capítulo 6). Quincena. Disponible en: http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/EDAD_4eso_trabajo_energia/impresos/quincena6.pdf