Calculadora de trabajo y energía (trabajo, energía cinética y energía potencial)

Alterna entre tres fórmulas para calcular el trabajo (W=Fd), la energía cinética (KE=1/2mv²) y la energía potencial (PE=mgh).

Última actualización: 2026-09-20

Calcular trabajo y energía

El trabajo, en física, es la cantidad de energía que una fuerza transfiere a un objeto mientras lo desplaza. La fórmula es W = Fd, válida **cuando la fuerza actúa en la dirección del movimiento.** Sostener quieto un bulto pesado cansa los brazos y, sin embargo, nada se mueve: físicamente no se realiza trabajo alguno. Ese desajuste con la intuición cotidiana suele ser el primer tropiezo de quien empieza.

La energía se presenta en una forma debida al movimiento —energía cinética, KE = ½mv²— y otra debida a la posición —energía potencial, PE = mgh—. Que **la energía cinética vaya con el cuadrado de la velocidad** importa mucho: al doblar la velocidad, la energía se cuadruplica. Es la razón de que la distancia de frenado crezca con el cuadrado de la velocidad. Esta herramienta alterna entre las tres fórmulas y le permite elegir qué magnitud despejar, de modo que obtiene la incógnita sin reordenar nada a mano.

Cómo calcular

Elija la fórmula Seleccione trabajo, energía cinética o energía potencial.
Elija qué magnitud despejar Puede trabajar en cualquier sentido, por ejemplo recuperando la velocidad a partir de una energía cinética.
Introduzca los valores conocidos Masa en kilogramos, distancia y altura en metros, velocidad en metros por segundo, fuerza en newtons.
Lea el resultado Tanto la energía como el trabajo se expresan en julios.

Consejos para aprovecharla mejor

Usa los botones de la parte superior para alternar entre las tres fórmulas: trabajo, energía cinética y energía potencial. Selecciona el valor que quieres calcular y aparecerán los otros dos campos de entrada.
La fórmula del trabajo (W=Fd) se aplica cuando la fuerza se aplica en la misma dirección que el movimiento del objeto. Si la dirección de la fuerza y la del movimiento son distintas, hay que usar la componente de la fuerza en la dirección del movimiento (F×cosθ).
La energía cinética (KE=1/2mv²) es proporcional al cuadrado de la velocidad del objeto, por lo que si la velocidad se duplica, la energía se cuadruplica. Esta relación también es importante al calcular la distancia de frenado de un vehículo.
La energía potencial (PE=mgh) es una magnitud relativa cuyo valor depende de dónde se fije la altura de referencia (h=0). Esta herramienta usa el nivel del suelo como referencia estándar (h=0).

Situaciones en las que resulta útil

Deberes de física y preparación de exámenes

Introduzca los valores y compruebe que no ha despejado mal la fórmula.

Estimar el peligro de una caída

Calcule aproximadamente cuánta energía lleva un objeto que cae desde cierta altura, a partir de esa altura y su masa.

Entender la relación entre velocidad e impacto

Comparar energías cinéticas a distintas velocidades hace tangible en números la relación cuadrática.

Hallar el trabajo necesario para elevar algo

Establezca la energía mínima requerida para subir una carga a una altura dada.

Términos de mecánica explicados

Trabajo (W): La energía que una fuerza transfiere a un objeto. **Cuando la fuerza es perpendicular al movimiento, el trabajo es cero.**
Energía cinética (KE): La energía que lleva un objeto en movimiento, dada por ½mv². **Es proporcional al cuadrado de la velocidad.**
Energía potencial (PE): La energía almacenada en virtud de la altura, dada por mgh. Su valor depende de dónde se sitúe la altura de referencia.
Julio (J): La unidad de energía y de trabajo. Un julio es el trabajo de desplazar algo un metro contra un newton.
Aceleración de la gravedad (g): Unos 9,8 metros por segundo al cuadrado en la superficie terrestre, empleada en el cálculo de la energía potencial.
Conservación de la energía mecánica: El principio según el cual, en ausencia de rozamiento y similares, la suma de energía cinética y potencial permanece constante.

Preguntas frecuentes

En física, el trabajo es distinto de su sentido cotidiano: mide la cantidad de esfuerzo que ejerce una fuerza al mover un objeto, y se calcula como W = F × d (fuerza × distancia). Su unidad es el julio (J). Si se aplica una fuerza pero el objeto no se mueve, el trabajo realizado es cero.

La energía cinética es la energía que tiene un objeto por estar en movimiento, y depende de la velocidad (KE=1/2mv²). La energía potencial es la energía que tiene un objeto por su posición, y depende de la altura (PE=mgh). Al levantar un objeto aumenta su energía potencial, y al caer, esa energía potencial se convierte en energía cinética.

En un sistema cerrado sin fuerzas externas, la energía puede cambiar de forma, pero su cantidad total permanece constante. Por ejemplo, cuando un objeto cae, la energía potencial que pierde se convierte en energía cinética (más una pequeña cantidad de calor por la resistencia del aire), de modo que la energía mecánica total (cinética + potencial) se mantiene prácticamente constante, si se ignora la resistencia del aire y factores similares.

Esto se debe a que la fórmula de la energía cinética KE=1/2mv² incluye el cuadrado de la velocidad. Cuando la velocidad se duplica (2v), el término v² se convierte en (2v)²=4v², por lo que la energía cinética se cuadruplica. Esta relación es una de las razones físicas por las que los accidentes de tráfico a alta velocidad tienden a ser mucho más graves.

A propósito — ¿Cuándo surgió el concepto de "energía"?

El concepto unificado de "energía" que hoy damos por sentado no se estableció realmente en la ciencia hasta el siglo XIX. Antes de eso, en la era de la mecánica newtoniana, se discutían ampliamente la "fuerza" y el "movimiento", pero pasó mucho tiempo antes de que la energía cinética y la potencial se trataran como una magnitud común llamada "energía", con una ley de conservación claramente formulada.

A mediados del siglo XIX, James Prescott Joule —el físico que da nombre al julio, la unidad de energía— demostró mediante experimentos precisos que el trabajo mecánico y el calor son mutuamente convertibles, contribuyendo de forma decisiva al establecimiento de la ley de conservación de la energía (la primera ley de la termodinámica). Sus experimentos fueron minuciosos: usó el trabajo de pesas al caer para agitar agua y midió con precisión el ligero aumento resultante de su temperatura.

La idea de que fenómenos aparentemente distintos —energía cinética, energía potencial, calor, energía eléctrica, energía química— pueden convertirse entre sí y conservarse como una magnitud común llamada "energía" se convirtió en la base de casi todos los campos posteriores de la física, la química y la ingeniería. Las centrales eléctricas modernas (energía potencial → energía cinética → energía eléctrica) y los motores de los automóviles (energía química → calor → energía cinética) se basan todos en este mismo principio de conversión de energía.

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