Trabajo mecánico, degradación de energía y variables en la ley de trabajo

1. La grúa debe aplicar una fuerza igual al peso del auto: F = m\,\cdot\,g.
2. Con g \approx 9{,}8\,\text{m/s}^{2}: F = 100\,\text{kg} \times 9{,}8\,\text{m/s}^{2} = 980\,\text{N}.
3. El desplazamiento es vertical, en la misma dirección que la fuerza: d = 5\,\text{m}.
4. El trabajo de la grúa: W = F\,\cdot\,d = 980\,\text{N} \times 5\,\text{m} = 4\,900\,\text{J}.

• Variable independiente: es la que el experimentador o la situación cambia o elige. Aquí la cantidad que se modifica para observar su efecto es la masa del auto (o bien la altura de elevación, según cómo se plantee).
• Variable dependiente: es la que resulta de la relación estudiada: el trabajo realizado por la grúa (W = m\,\cdot\,g\,\cdot\,h).
• Variable interviniente: es el factor del entorno que interviene en la relación: la grúa es el medio/mecanismo que aplica la fuerza; la gravedad, además, actúa como parámetro constante del cálculo.

Analizando las opciones:

• a. Coloca a la grúa como variable interviniente, pero asigna la masa como independiente y el trabajo como dependiente; sin embargo, la altura (no la masa) es lo que la grúa controla directamente al levantar. Es la más plausible si se toma la masa como lo que define la carga.
• b. Invirtiría el sentido: la masa no depende del trabajo; el trabajo es lo que depende de la masa. Incorrecto.
• c. El desplazamiento vertical no es el resultado que se mide como variable dependiente en este problema; la magnitud de interés es el trabajo. Incorrecto.
• d. Asume la gravedad como variable interviniente, lo cual es razonable, y toma la altura como variable independiente y el trabajo como dependiente; pero la grúa (el mecanismo que aplica la fuerza) es la variable interveniente verdadera.

Respuesta orientativa: la opción más adecuada es d: el trabajo de la grúa es la variable dependiente, la altura a la que se levanta el auto es la variable independiente y la gravedad es la variable interviniente, puesto que W = m\,\cdot\,g\,\cdot\,h muestra que el trabajo depende de la altura de elevación (y de la masa y gravedad que actúan como parámetros).