Work & Energy Calculator

W = F x d x cos(theta)

Work Calculator

Calculate work done

Formula
W = F x d x cos(theta)

¿Qué es el Trabajo en Física?

En física, se realiza trabajo cuando una fuerza provoca el desplazamiento de un objeto en la dirección de la fuerza. El trabajo no es simplemente aplicar una fuerza — si empujas una pared y no se mueve, no se realiza trabajo. El trabajo es la transferencia de energía mediante una fuerza que actúa sobre una distancia.

El trabajo se mide en joules (J), la misma unidad que la energía, porque el trabajo es una forma de transferencia de energía. El teorema trabajo-energía establece que el trabajo neto realizado sobre un objeto es igual al cambio en su energía cinética: W_neto = ΔEC. Este principio conecta la mecánica y la conservación de energía de forma fundamental.

Cómo Usar la Calculadora

  1. Ingresa la fuerza (F) aplicada al objeto en Newtons (N).
  2. Ingresa el desplazamiento (d) del objeto en metros (m).
  3. Ingresa el ángulo (θ) entre la dirección de la fuerza y la dirección del movimiento en grados.
  4. Haz clic en Calcular para obtener el trabajo realizado en joules (J).

Fórmula y Explicación

W = F × d × cos(θ) W = trabajo realizado (J) F = fuerza aplicada (N) d = desplazamiento (m) θ = ángulo entre fuerza y desplazamiento Teorema Trabajo-Energía: W_neto = ΔEC = ½mv₂² − ½mv₁²

Cuando θ = 0° (fuerza paralela al movimiento), W = Fd (máximo). Cuando θ = 90° (fuerza perpendicular), W = 0. Cuando θ = 180° (fuerza opuesta), el trabajo es negativo.

Ejemplos Resueltos

Jalar un Trineo

Un niño jala un trineo con 50 N a 30° sobre la horizontal, moviéndolo 10 m. W = 50 × 10 × cos(30°) = 433 J. La componente vertical de la fuerza no realiza trabajo — solo la componente horizontal contribuye a desplazar el trineo.

Frenado de un Auto

Un auto de 1200 kg frena desde 20 m/s hasta detenerse. W_neto = ΔEC = 0 − ½ × 1200 × 20² = −240 000 J. Los frenos realizan −240 kJ de trabajo (negativo porque la fuerza se opone al movimiento), convirtiendo la energía cinética en calor en las pastillas de freno.

Levantar una Caja

Una caja de 20 kg se levanta 2 m verticalmente. Fuerza = mg = 196,2 N. Desplazamiento = 2 m. θ = 0°. W = 196,2 × 2 × cos(0°) = 392,4 J de trabajo realizado contra la gravedad, almacenado como energía potencial gravitatoria.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es el teorema trabajo-energía?▾
El teorema trabajo-energía establece que el trabajo neto realizado sobre un objeto es igual a su cambio en energía cinética: W_neto = ΔEC = ½mv₂² − ½mv₁². Conecta la segunda ley de Newton con la conservación de energía.
¿Puede el trabajo ser negativo?▾
Sí. El trabajo negativo ocurre cuando la fuerza se opone al desplazamiento (θ > 90°). La fricción siempre realiza trabajo negativo sobre los objetos deslizantes; los frenos hacen trabajo negativo; la gravedad hace trabajo negativo cuando levantas un objeto. El trabajo negativo extrae energía cinética del sistema.
¿Cuál es la diferencia entre potencia y trabajo?▾
El trabajo es la energía total transferida; la potencia es la tasa de transferencia de energía: P = W/t (vatios). Un halterófilo que realiza 500 J de trabajo en 2 segundos genera 250 W. Un ascensor que hace el mismo trabajo en 0,5 s genera 1000 W (1 kW). Mismo trabajo, distinta potencia.
¿La gravedad realiza trabajo sobre un satélite?▾
En una órbita circular, la gravedad actúa perpendicular a la velocidad en todo momento (θ = 90°), por lo que la gravedad no realiza trabajo neto por órbita. La velocidad del satélite permanece constante. En órbitas elípticas, la gravedad realiza trabajo positivo (acelerando cerca de la Tierra) y negativo (frenando lejos).
¿Cuál es la diferencia entre trabajo y torque?▾
Ambos se miden en N·m, pero el trabajo (joules) es un escalar — energía transferida. El torque (N·m) es un vector — tendencia de fuerza rotacional. Trabajo realizado por un torque: W = τ × θ, donde θ es el ángulo de rotación en radianes.