TRABAJO MECÁNICO

TRABAJO MECÁNICO

En la vida diaria, la palabra trabajo se aplica a cualquier actividad que requiera esfuerzo muscular o intelectual. En física, su sentido es más restringido. Los físicos dicen que se realiza trabajo cuando una fuerza (c0nstante) mueve un cuerpo en la dirección en que ella actúa. El trabajo mecánico (W) es una magnitud escalar, que resulta del producto punto entre dos vectores: fuerza (F) y desplazamiento (d)

Matemáticamente lo podemos expresar así:

W = F . d

Sus unidades se obtienen de Nw . m que corresponde a Julios.

Desarrollando el producto punto lo definiremos así:

W = ô Fôô dôcos q

Vemos que el trabajo mecánico se obtiene, como el módulo de la fuerza, multiplicada por el módulo del desplazamiento y multiplicado por el coseno del ángulo que forman F y d . Veamos qué sucede cuando entre F y d se aprecian ángulos especiales:

Si q = 0° → W = ô Fôô dôcos 0 → W = Fd → Trabajo máximo

Si q = 90° → W = ô Fôô dôcos 90 → W = 0 → Trabajo nulo

Si q = 180° → W = ô Fôô dôcos 180 → W = - Fd → Trabajo mínimo

CONCEPTOS.

1. El trabajo mecánico es una magnitud escalar que depende del módulo de una fuerza aplicada sobre un punto material y el desplazamiento que esta le produce.

2. El concepto de trabajo mecánico aparece estrechamente vinculado al de fuerza. De este modo, para que exista trabajo debe aplicarse una fuerza mecánica a lo largo de una cierta trayectoria. En términos físicos, el trabajo W se define como el producto escalar de la fuerza aplicada por la distancia recorrida.

3. El trabajo mecánico es una fuerza escalar producido solo cuando una fuerza mueve un cuerpo en su misma dirección. El trabajo mecánico es algo que puede medirse con precisión. Dos factores están presentes cuando se realiza un trabajo: la aplicación de una fuerza y el movimiento del objeto por efecto de esa fuerza.

En términos físicos, el trabajo W se define como el producto escalar de la fuerza aplicada por la distancia recorrida.

donde ∞ es el ángulo que forman la dirección de la fuerza y el desplazamiento.

Así pues, el trabajo es una magnitud escalar, que alcanza su valor máximo cuando la fuerza se aplica en la dirección y el sentido del movimiento.

De la definición anterior se deduce que las fuerzas aplicadas perpendicularmente a la dirección del movimiento producen un trabajo nulo.

El trabajo para mover un cuerpo depende de la fuerza aplicada sobre el objeto y de la distancia recorrida. En la figura, se obtiene el mismo trabajo empujando el cuerpo oblicuamente por la plataforma que con ayuda de una polea.

Trabajo realizado por una fuerza constante

Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. Por otra parte, si una fuerza constante no produce movimiento, no se realiza trabajo. Por ejemplo, el sostener un libro con el brazo extendido no implica trabajo alguno sobre el libro, independientemente del esfuerzo necesario. El trabajo se expresa en Joules (J).

Cuando la fuerza tiene la dirección de movimiento

L= F.d

L: Trabajo realizado por la fuerza.

Cuando la fuerza aplicada tiene una inclinación α con respecto al movimiento.

L = F.cos α .d

Todas las fuerzas perpendiculares al movimiento no realizan trabajo.La fuerza puede no ser mecánica, como ocurre en el levantamiento de un cuerpo o en la aceleración de un avión de reacción; también puede ser una fuerza electrostática,

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