En mecánica clásica, se dice que una fuerza realiza un trabajo cuando hay un desplazamiento del centro de masas del cuerpo sobre el que se aplica la fuerza, en la dirección de dicha fuerza.El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo.[1] Por consiguiente, se dice que una cierta masa tiene energía cuando esa masa tiene la capacidad de producir un trabajo; además, con esta afirmación se deduce que no hay trabajo sin energía.Por ello, se dice que el carbón, la gasolina, la electricidad, los átomos son fuentes de energía, pues pueden producir algún trabajo o convertirse en otro tipo de energía; para entender esto hay que tener en cuenta el principio universal de la energía según el cual «la energía se transforma».El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra(del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.Ya que por definición el trabajo es una transferencia de energía,[2] nunca se debe referir a él como incremento de trabajo, ni se debe simbolizar como «ΔW».un desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partícula durante un intervalo de tiempo, entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado pores la componente de la fuerza F en la dirección del desplazamiento elementalSi la partícula r recorre una cierta trayectoria en el espacio, su desplazamiento total entre dos posiciones A y B puede considerarse como el resultado de sumar infinitos desplazamientos elementalesen ese desplazamiento será la suma de todos esos trabajos elementales; o seaEsto es, el trabajo viene dado por la integral curvilínea deque une los dos puntos; en otras palabras, por la circulación desea conservativa, en cuyo caso el trabajo resultará ser independiente del camino seguido para ir del punto A al punto B, siendo nulo en una trayectoria cerrada.Así, podemos afirmar que el trabajo no es una variable de estado.En el caso particular de que la fuerza aplicada a la partícula sea constante (en módulo, dirección[3] y sentido[4]), se tiene queCuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno.Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.Si sobre una partícula actúan varias fuerzas y queremos calcular el trabajo total realizado sobre ella, entoncesrepresentará al vector resultante de todas las fuerzas aplicadas.Multiplicando esta expresión escalarmente por la velocidad e integrando respecto al tiempo se obtiene que el trabajo realizado sobre una partícula (clásica o relativista) iguala a la variación de energía cinética:Esta expresión es válida tanto en mecánica clásica como en relativista, aunque dada la diferente relación entre la cantidad de movimiento y la velocidad en ambas teorías, la expresión en términos de la velocidad es ligeramente diferente:En el caso de un sistema termodinámico, el trabajo no es necesariamente de naturaleza puramente mecánica, ya que la energía intercambiada en las interacciones puede ser también calorífica, eléctrica, magnética o química, por lo que no siempre podrá expresarse en la forma de trabajo mecánico.No obstante, existe una situación particularmente simple e importante en la que el trabajo está asociado a los cambios de volumen que experimenta un sistema (v.g., un fluido contenido en un recinto de forma variable).Así, si consideramos un fluido que se encuentra sometido a una presión externaDe estas expresiones se infiere que la presión se comporta como una fuerza generalizada, en tanto que el volumen actúa como un desplazamiento generalizado.La presión y el volumen constituyen una pareja de variables conjugadas.La teoría dinámica completa de las máquinas simples fue elaborada por el científico italiano Galileo Galilei en 1600 en Le Meccaniche (Sobre la mecánica), en la que mostró la similitud matemática subyacente de las máquinas como amplificadores de fuerza.[6][7] Fue el primero en explicar que las máquinas simples no crean energía, sólo la transforman.
Trabajo de una fuerza.
Deformación de un muelle por la acción de la fuerza de un peso.
