Trabajo y Potencia.

Trabajo.

El trabajo es una magnitud escalar producida sólo cuando una fuerza mueve un objeto en la misma dirección que se aplica.
Es una magnitud de gran importancia para establecer nexos entre las distintas ramas de la física. Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo, se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad, dirigidahacia abajo; la energía comunicada al cuerpo por este trabajo aumenta su energía potencial.
También se realiza trabajo cuando una fuerza aumenta la velocidad de un cuerpo, como ocurre por ejemplo en la aceleración de un avión por el empuje de sus reactores. 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 seruna fuerza electrostática, electrodinámica o de tensión superficial.
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.
Ejemplo en caso en el que el desplazamiento coincida con la dirección de la fuerza; teniendo quelevantar dos valijas de distinto peso ¿con cuál de ellas efectuaremos más trabajo? Evidentemente, al levantar la más pesada.





Supongamos ahora que las valijas pesen lo mismo y debemos colocar a una de ellas en un estante ubicado a 2 m del suelo y a la otra en un estante colocado a 3 m del suelo ¿en qué caso efectuaremos más trabajo? Lógicamente, al subir la valija al estante más alto.

Enunidades del SI el trabajo se mide en Nxm esta unidad se llama joule (j).
Un joule es igual al trabajo realizado por una fuerza de newton al mover un objeto a través de una distancia paralela de un metro.

Expresión matemática para el trabajo y la gráfica que lo representa.
Se calcula multiplicando la magnitud de la componente de la fuerza actuante en la misma dirección en que se efectúa elmovimiento del objeto, por la magnitud del desplazamiento que éste realiza.
T= Fcos0d
Es común expresar el trabajo de la siguiente manera:
T= Fdcos0
Donde: T= Trabajo realizado en Nm= joule= J
F con 0= magnitud de la componente de la fuerza
en dirección del movimiento en newtons (N).
d= magnitud del desplazamiento en metros (m).
Si la fuerza que mueve al objeto se encuentra porcompleto en la misma dirección en que se efectúa el desplazamiento, el ángulo 0 es igual a cero y el cos0= cos 0°= 1, donde el trabajo será igual a:
T= Fd
Se realiza un trabajo de un joule (1 J) cuando al aplicar una fuerza cuya magnitud es de un newton a un objeto, éste se desplaza un metro. De donde:
1J= 1N (1m)

Trabajo positivo y negativo.
El trabajo es una magnitud escalar, y por tanto norequiere dirección ni sentido para quedar bien definido. Sin embargo, si un objeto sobre el cual actúa una fuerza tiene una componente de movimiento en sentido opuesto al sentido de la fuerza, entonces el trabajo hecho por esa fuerza es negativo. Por ejemplo, cuando bajamos al piso un bulto de cemento, a velocidad constante, el trabajo hecho por el bulto por la fuerza ascendiente de nuestros brazosque sostienen al bulto es negativo.
Cuando una fuerza aplicada a un objeto tiene una componente en la misma dirección de desplazamiento del mismo, con un ángulo v comprendido entre 0° y 90°, el coseno de dicho ángulo tendrá un valor positivo y por tanto, el trabajo mecánico realizado también será positivo. Pero, si la fuerza aplicada sobre el objeto, tiene una componente opuesta aldesplazamiento de dicho objeto, con un ángulo v comprendido entre 90° y 180°, el coseno de dicho ángulo tendrá un valor negativo y el trabajo mecánico realizado por la componente de la fuerza tendrá un valor negativo. Por último, cuando la fuerza aplicada a un objeto es perpendicular al desplazamiento del objeto, el ángulo v tiene un valor de 90° y el coseno de este ángulo es igual a cero, por lo que el...