Trabajo Mecanico

En física la palabra trabajo no tiene el mismo significado que en el lenguaje cotidiano. Por ejemplo, cuando sostenemos una maleta estamos realizando un esfuerzo, pero no realizamos trabajo.

TRABAJO MECANICO

¿Qué es el trabajo?

Se define trabajo (W) como el producto de la fuerza aplicada (F) por la distancia (s) que recorre esa fuerza en su misma dirección: El trabajo es el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, deben cumplirse dos condiciones:

• Que se ejerza una fuerza.

• Que esta se realice a lo largo de un desplazamiento que no sea perpendicular a la fuerza.

• Cuando la fuerza que se realiza tiene la misma dirección y sentido que el desplazamiento, el trabajo es positivo:

W = F · s

DEFINICION

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• Si esta fuerza tiene la misma dirección que el desplazamiento, pero sentido opuesto, su valor es negativo:

W = -F · s

• Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el valor del trabajo es nulo:

W = 0 El trabajo depende del valor de la fuerza, del desplazamiento del cuerpo y de la dirección o ángulo que forme la fuerza aplicada con el desplazamiento. Si la fuerza forma un ángulo comprendido entre 0° y 90°, el trabajo es positivo y varía desde su valor máximo (0°) hasta 0 (90°). Si el ángulo está comprendido entre 90° y 180°, el trabajo es negativo y varía entre 0 y el mayor valor negativo. De forma general se puede expresar el trabajo en función del ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento utilizando la función trigonométrica coseno de un ángulo (cos α): W = F · s · cos α La unidad de trabajo en el Sistema Internacional (SI) es el julio ( J)· Un julio es el trabajo necesario para trasladar una fuerza de 1 N un espacio de 1 m. 1 J = 1 N · 1 m Evidentemente, al ser el trabajo un intercambio de energía mecánica, las unidades de trabajo son las mismas que las de energía.

Signo del trabajo en función de las direcciones y sentidos relativos entre la fuerza ejercida y el desplazamiento

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Representación gráfica del trabajo

La representación del módulo de la fuerza que actúa en la dirección y sentido del movimiento frente al desplazamiento de su punto de aplicación nos proporciona una manera de calcular el valor del trabajo realizado. El valor numérico del trabajo vendrá dado por el área de color verde en la figura A. Cuando el módulo de la fuerza es constante, el trabajo es el área de un rectángulo (fig. B). En el caso de una fuerza que sea, en módulo, directamente proporcional al desplazamiento (fig. C), el trabajo coincide con el área de color verde. Imagen:

Trabajo con fuerza y trayectoria constantes.

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El trabajo, en mecánica clásica, es el producto de una fuerza por la distancia que recorre y por el coseno del ángulo que forman ambas magnitudes vectoriales entre sí.

En mecánica el trabajo efectuado por una fuerza aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento se define como la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento. El trabajo es una magnitud física escalar, y se representa con la letra (del inglés Work) o (de Labor) para distinguirlo de la magnitud temperatura, normalmente representada con la letra .

Hay casos en los que el cálculo del trabajo es particularmente sencillo. Si el módulo de la fuerza es constante y el ángulo que forma con la trayectoria también es constante tendremos: Fuerza (F) por distancia(d) será igual a Trabajo(W). Esto es por ejemplo una fuerza constante y una trayectoria rectilínea. Fuerza paralela a una trayectoria rectilínea Si además la fuerza es paralela al desplazamiento tendremos: Y si la fuerza es antiparalela al desplazamiento:

Fuerza y trabajo mecánico

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

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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

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