trabajo

Trabajo (física)
Trabajo (W)
Trabajo.png
Trabajo realizado por una fuerza constante.
Magnitud Trabajo (W)
Definición Producto de la fuerza ejercida sobre un cuerpo por su desplazamiento
Tipo Magnitud escalar
Unidad SI Julio (J)
Otras unidades Kilojulio (kJ)
Kilográmetro (kgm)
En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria paradesplazar este cuerpo.1 El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra \ W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,2 nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:
\W={\vec {F}}\cdot {\vec {d}}\ ={\mathbf F}\cdot {\mathbf d}=F\cdot d\cdot \cos \alpha
Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y \alpha es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento (véase dibujo).
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno.Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
Índice [ocultar]
1 El trabajo en la Mecánica
2 El trabajo en la Termodinámica
3 Unidades de trabajo
3.1 Sistema Internacional de Unidades
3.2 Sistema Técnico de Unidades
3.3 Sistema Cegesimal de Unidades
3.4 Sistema anglosajón de unidades
3.5 Sistema técnico inglés
3.6 Otras unidades
4 Véase también
5 Referencias
5.1Bibliografía
6 Enlaces externos
El trabajo en la Mecánica[editar · editar código]



Trabajo de una fuerza.
Consideremos una partícula P sobre la que actúa una fuerza F, función de la posición de la partícula en el espacio, esto es F=F({\mathbf r}) y sea {\mathrm d}{\mathbf r} un desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partícula durante un intervalo de tiempo {\mathrmd}t. Llamamos trabajo elemental, {\mathrm d}W, de la fuerza {\mathbf F} durante el desplazamiento elemental {\mathrm d}{\mathbf r} al producto escalar \ F\cdot {\mathrm d}{\mathbf r}; esto es,
{\mathrm d}W={\mathbf F}\cdot {\mathrm d}{\mathbf r}\,
Si representamos por {\mathrm d}s la longitud de arco (medido sobre la trayectoria de la partícula) en el desplazamiento elemental, esto es{\mathrm d}s=|{\mathrm d}{\mathbf r}| , entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado por {\mathbf e}_{{{\text{t}}}}={\mathrm d}{\mathbf r}/{\mathrm d}s y podemos escribir la expresión anterior en la forma
{\mathrm d}W={\mathbf F}\cdot {\mathrm d}{\mathbf r}={\mathbf F}\cdot {\mathbf e}_{{{\text{t}}}}{\mathrm d}s=(F\cos \theta ){\mathrm d}s=F_{{{\text{s}}}}{\mathrm d}s\,donde \theta representa el ángulo determinado por los vectores {\mathrm d}{\mathbf F} y {\mathbf e}_{{{\text{t}}}} y F_{{{\text{s}}}} es la componente de la fuerza F en la dirección del desplazamiento elemental {\mathrm d}{\mathbf r}.
El trabajo realizado por la fuerza {\mathbf F} durante un desplazamiento elemental de la partícula sobre la que está aplicada es una magnitud escalar, quepodrá ser positiva, nula o negativa, según que el ángulo \theta sea agudo, recto u obtuso.
Si la partícula P recorre una cierta trayectoria en el espacio, su desplazamiento total entre dos posiciones A y B puede considerarse como el resultado de sumar infinitos desplazamientos elementales {\mathrm d}{\mathbf r} y el trabajo total realizado por la fuerza {\mathbf F} en ese desplazamiento será lasuma de todos esos trabajos elementales; o sea
W_{{{\text{AB}}}}=\int _{{{\text{A}}}}^{{{\text{B}}}}{\mathbf F}\cdot {\mathrm d}{\mathbf r}\,
Esto es, el trabajo viene dado por la integral curvilínea de {\mathbf F} a lo largo de la curva C que une los dos puntos; en otras palabras, por la circulación de {\mathbf F} sobre la curva C entre los puntos A y B. Así pues, el trabajo es una...