1. Comprensiones (IB)
Síntesis del syllabus IB Física 2025 — Theme A.3 "Work, energy and power" (Diploma).
Al terminar el sub-tema, el estudiante debe ser capaz de comprender que:
- El trabajo mide la transferencia de energía mediante una fuerza a lo largo de un desplazamiento; es escalar y se mide en julios (J).
- Para una fuerza constante: W = F·s·cos α. Para una fuerza variable: W = área bajo la curva F–s (equivalente a la integral ∫F·ds).
- Las fuerzas conservativas (peso, elástica, eléctrica) definen una energía potencial; las no conservativas (rozamiento, propulsión) disipan o aportan energía sin esa simetría.
- La energía cinética E_c = ½·m·v² es el trabajo necesario para acelerar un cuerpo desde el reposo hasta v (teorema de las fuerzas vivas).
- La energía mecánica E_M = E_c + E_p se conserva en sistemas aislados que sólo experimentan fuerzas conservativas.
- En presencia de rozamiento, ΔE_M = W_no_conservativas (típicamente, −F_r·s).
- La potencia P = dW/dt = F·v mide la rapidez de transferencia de energía y se mide en watts (W).
- El rendimiento η = P_útil / P_total (o E_útil / E_total) ≤ 1 mide la eficiencia del proceso.