29-09-2012, 8:11 PM
Trabajo
Hasta ahora has trabajado con fuerzas que fueron aplicadas en un momento determinado y luego éstas cesaron. Por ejemplo, cuando le pegas una patada a una caja: la pateas y la caja de acelera, pero tu pie no sigue ejerciendo la fuerza sobre el cuerpo sino que ésta fuerza fue aplicada en un momento determinado y luego cesó.
Pero en la vida cotidiana existen otras fuerzas que son aplicadas durante todo un trayecto. Por ejemplo: cuando arrastras una caja; esta fuerza se ejerce y continúa hasta que decides donde quieres dejar la caja.
Obviamente no es lo mismo pegarle a una caja que moverla por el piso. Sabemos que cuando le pegamos a un caja (ejercemos una fuerza en un momento determinado) la caja dependiendo de varios factores podrá moverse o no, pero ¿qué sucede con la caja que estamos moviendo por el piso? La respuesta es: la caja tiene energía.
¿Cómo se calcula la energía de un cuerpo debido a una fuerza?
El trabajo de una fuerza sobre un cuerpo nos permite calcular la energía que el cuerpo tiene debido a la fuerza que actúa sobre el en un determinado recorrido.
Se define al trabajo de una fuerza sobre un cuerpo como el producto de la fuerza por el desplazamiento.
Una fuerza es una magnitud vectorial y el desplazamiento es otra magnitud vectorial, el producto de dos magnitudes vectoriales es una magnitud escalar.
La unidad del trabajo es el J (joule o julio). (J = N·m)
Cuando nos referimos a trabajo en física, lo representamos con la letra W (del inglés work) por acuerdo internacional.
Existen dos tipos de fuerzas: las que son constantes (su módulo no varían en ningún momento) y las que no son constante (su módulo va variando). Estudiaremos cada caso por separado.
Observaciones:
· Si la fuerza está sobre el desplazamiento, el ángulo es 0º.
· Si la fuerza es opuesta al desplazamiento, como es el caso de la fuerza de rozamiento, el ángulo es de 180º.
· El trabajo de la fuerza peso es nulo.
Clasificación del trabajo:
Clasificaremos a los tipos de trabajo de la siguiente forma:
· Aquellos que su trabajo es 0 ⇒ trabajo de una fuerza conservativa.
· Aquellos que su trabajo no es 0 ⇒ trabajo de una fuerza no-conservativa.
Existen tres fuerzas conservativas: el peso, la fuerza elástica y la fuerza del campo electrostático. Absolutamente todas las demás fuerzas son no-conservativas.
WC = trabajo de la fuerzas conservativas
WNC = trabajo de las fuerzas no-conservativas
El trabajo de un ciclo se calcula como:
Wneto = WC + WNC
Hasta ahora has trabajado con fuerzas que fueron aplicadas en un momento determinado y luego éstas cesaron. Por ejemplo, cuando le pegas una patada a una caja: la pateas y la caja de acelera, pero tu pie no sigue ejerciendo la fuerza sobre el cuerpo sino que ésta fuerza fue aplicada en un momento determinado y luego cesó.
Pero en la vida cotidiana existen otras fuerzas que son aplicadas durante todo un trayecto. Por ejemplo: cuando arrastras una caja; esta fuerza se ejerce y continúa hasta que decides donde quieres dejar la caja.
Obviamente no es lo mismo pegarle a una caja que moverla por el piso. Sabemos que cuando le pegamos a un caja (ejercemos una fuerza en un momento determinado) la caja dependiendo de varios factores podrá moverse o no, pero ¿qué sucede con la caja que estamos moviendo por el piso? La respuesta es: la caja tiene energía.
¿Cómo se calcula la energía de un cuerpo debido a una fuerza?
El trabajo de una fuerza sobre un cuerpo nos permite calcular la energía que el cuerpo tiene debido a la fuerza que actúa sobre el en un determinado recorrido.
Se define al trabajo de una fuerza sobre un cuerpo como el producto de la fuerza por el desplazamiento.
Una fuerza es una magnitud vectorial y el desplazamiento es otra magnitud vectorial, el producto de dos magnitudes vectoriales es una magnitud escalar.
La unidad del trabajo es el J (joule o julio). (J = N·m)
Cuando nos referimos a trabajo en física, lo representamos con la letra W (del inglés work) por acuerdo internacional.
Existen dos tipos de fuerzas: las que son constantes (su módulo no varían en ningún momento) y las que no son constante (su módulo va variando). Estudiaremos cada caso por separado.
Quote
Trabajo de una fuerza constante:
Fórmula:
Referencias:
WF = trabajo de la fuerza F
F = módulo de la fuerza
Δx = desplazamiento del cuerpo
α = ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento
Fórmula:
Referencias:
WF = trabajo de la fuerza F
F = módulo de la fuerza
Δx = desplazamiento del cuerpo
α = ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento
Observaciones:
· Si la fuerza está sobre el desplazamiento, el ángulo es 0º.
· Si la fuerza es opuesta al desplazamiento, como es el caso de la fuerza de rozamiento, el ángulo es de 180º.
· El trabajo de la fuerza peso es nulo.
Quote
Trabajo de una fuerza variable:
Es necesario conocer la forma en la que va variando la fuerza a lo largo del recorrido, por esta razón necesitamos una gráfica de F(Δx).
El área bajo gráfica F(Δx) por el coseno del ángulo nos da el W de la fuerza variable.
En este caso el área bajo la gráfica se calcula como el área de un triángulo que es la mitad de la base por la altura, pero depende siempre de la forma que tenga la gráfica, estar atento.
Es necesario conocer la forma en la que va variando la fuerza a lo largo del recorrido, por esta razón necesitamos una gráfica de F(Δx).
El área bajo gráfica F(Δx) por el coseno del ángulo nos da el W de la fuerza variable.
En este caso el área bajo la gráfica se calcula como el área de un triángulo que es la mitad de la base por la altura, pero depende siempre de la forma que tenga la gráfica, estar atento.
Clasificación del trabajo:
Clasificaremos a los tipos de trabajo de la siguiente forma:
· Aquellos que su trabajo es 0 ⇒ trabajo de una fuerza conservativa.
· Aquellos que su trabajo no es 0 ⇒ trabajo de una fuerza no-conservativa.
Existen tres fuerzas conservativas: el peso, la fuerza elástica y la fuerza del campo electrostático. Absolutamente todas las demás fuerzas son no-conservativas.
WC = trabajo de la fuerzas conservativas
WNC = trabajo de las fuerzas no-conservativas
El trabajo de un ciclo se calcula como:
Wneto = WC + WNC
