TRABAJO POTENCIA Y ENERGIA

Capítulo

7

TRABAJO - POTENCIA
ENERGÍA
TRABAJO MECÁNICO
INTRODUCCIÓN
El concepto común que se tiene de trabajo es muy diferente al concepto del trabajo mecánico, esto es, no coincide con el significado
físico de esta palabra. Es corriente escuchar a una persona decir:“he
realizado mucho trabajo”; pero desde el punto de vista físico, pueda que no haya realizado ningún trabajo.

TRABAJO MECÁNICOEn física decimos que una o más fuerzas realizan trabajo mecánico cuando
vencen la resistencia de otro agente y
lo hacen mover de un punto a otro.
v
F

La fuerza que aplica la persona si realiza trabajo, ya
que vence la resistencia del carro y lo hace mover de
un punto a otro.

La fuerza que ejerce cada persona no realiza trabajo,
cuando ellas están igualdadas

TRABAJO MECÁNICO DE UNA FUERZACONSTANTE
Matemáticamente podemos decir: “El trabajo es igual al producto del
desplazamiento por la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento”. El trabajo es una magnitud escalar.
W = (Fcosθ)d

F

Donde:

F : fuerza que realiza trabajo
W : trabajo realizado por F
θ : ángulo entre la fuerza F
y el desplazamiento d
d : desplazamiento

F

d

Jorge Mendoza Dueñas

&&

CASOS PARTICULARES DELTRABAJO
MECÁNICO DE UNA FUERZA CONSTANTE
A) Si la fuerza está en el sentido del movimiento
(θ = 0°).

b

g

W = Fcos 0° d

Equivalencias
7

1 Joule = 10 ergios
1 kg -m = 9,8 Joule
1 lb -pie = 32,2 Poundal-pie

POTENCIA

W = Fd

Es aquella magnitud escalar que nos indica la rapidez con la que se puede realizar trabajo.

P=

B) Si la fuerza es perpendicular al movimiento
(θ = 90°).

b

g

W = Fcos 90°d

W
t

Donde; P : potencia
W : trabajo
t : tiempo

W=0

C) Si la fuerza está en sentido contrario al movimiento (θ = 180°).

b

FA

g

W = Fcos180° d

A

W = − Fd
FB
B

Unidad de Trabajo en el S.I.
Joule (J)

Otras Unidades

Si preguntamos: ¿Quién tiene más potencia en los brazos?. La respuesta sería
“A” tiene mayor potencia, ya que ambos realizan el mismo trabajo sólo que “A”
lo hace másrápido.

Sistema Absoluto
F
C.G.S.

dina

d

W

cm

ergio
Ergio

M.K.S

Newton

m

Joule

F.P.S.

Poundal

pie

Poundal-pie

POTENCIA EN TÉRMINOS DE LA VELOCIDAD

P = FV

Sistema Técnico
F

d

W

C.G.S.

g

cm

g-cm

M.K.S

kg
kg

m

kg-m

F.P.S.

lb
lb

pie

lb -pie

Unidades de potencia en el S.I.
Watt = vatio (W)

Trabajo - Potencia y Energía

&'

Otras Unidades
Sistema Absoluto
W
F

dt

W
PC.G.S.

ergio
dina

cm
s

ergio/s
Ergio

M.K.S

Newton
Joule

m
s

Joule
Watt

F.P.S.

Poundal-pie
Poundal

pie
s

Poundal-pie/s
Poundal-pie

Sistema Técnico
F

d

W

C.G.S.

g.g
cm

cm
s

g.cm/s

M.K.S

kgkg
.m

m
s

kg .m/s

F.P.S.

lb lb
.pie

pie
s

lb .pie/s

Unidades Comerciales

Además:

útil

P.E. = P.U. + P.P.

SIGNIFICADO DE LA PALABRA “CABALLO VAPOR”
Antiguamente cuando no existían losvehículos
motorizados, el transporte de las personas se realizaban por intermedio de carretas, las cuales eran
jaladas por caballos.

C.V. = caballo de vapor
H.P. = caballo de fuerza
kW = kilowatts

Equivalencias
1 kW = 1 000 Watts

La carreta era jalada con la potencia de un caballo.

1 C.V. = 735 Watts = 75 kg.m/s
1 H.P. = 746 Watts = 550 lb .pie/s
1 Watt = 0,102 kg.m/s

Unidad Especial de Trabajo
6

1kW-h = 3,6 ×10 Joule = kiloWatt-hora

Si el motor a vapor, tenía la misma potencia de un caballo, su potencia sería de
un “Caballo de vapor”.

EFICIENCIA O RENDIMIENTO (η)
La eficiencia es aquel factor que nos indica el máximo rendimiento de una máquina. También se puede decir que es aquel índice o grado de perfección
alcanzado por una máquina.
Ya es sabido por ustedes, que la potencia que generauna máquina no es transformada en su totalidad,
en lo que la persona desea, sino que una parte del
total se utiliza dentro de la máquina. Generalmente
se comprueba mediante el calor disipado.
El valor de eficiencia se determina mediante el cociente de la potencia útil o aprovechable y la potencia entregada.
P.U.
100%
η=
P.E.

Carreta jalada con la potencia de tres caballos.

Si el motor a...