Trabajos Mecanicos

Termodinámica
Termodinámica

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Tipos de Trabajos Mecanicos

Guerrero Rodríguez Jesús Alejandro

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Tipos de Trabajos Mecanicos

Guerrero Rodríguez Jesús Alejandro

Instituto Tecnológico de Culiacán
Instituto Tecnológico de Culiacán

Francisco Arce
Francisco Arce

Trabajo MecánicoEl 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.

Resorte
Explicación:
La fuerza aplicada para producir el estiramiento delresorte, es una fuerza externa que actúa sobre el sistema y que modifica su energía interna, esto se debe a que el trabajo realizado sobre el sistema, al desplazarlo cierto espacio, se ha almacenado en el mismo.
Si aplicamos una fuerza a un resorte a lo largo de una distancia x, estaremos haciendo trabajo sobre el resorte. Si obedecemos a la ecuación general para el trabajo en forma diferencialtendremos:

Ahora, para resortes elástico lineales, existe una relación entre la fuerza F y su deformación x a partir del punto donde el resorte no se halla ni estirado ni comprimido o posición de reposo, la cual es:

Donde k es la constante del resorte.
Así, si remplazamos la expresión para F en la ecuación diferencial e integramos entre las deformaciones x1 y x2 tendremos que el trabajo es:Sobra decir que las deformaciones x2 y x1 son medidas a partir de la posición de reposo del resorte y que el trabajo estará en unidades de fuerza por distancia o unidades de energía, bien sea N.m o J.
Flecha
La transmisión de energía mediante ejes rotatorios se encuentra comúnmente, como en el caso no solo de flechas de automóviles, sino también en los motores de las lanchas.
Explicación:
Eltrabajo de la flecha es proporcional al par de torsión aplicado y al número de revoluciones de la flecha.

La fuerza producida por las rotaciones de la flecha, es aquella que produce el movimiento de la lancha. Considerando la lancha como un sistema en el cual solo la fuerza de torsión interviene, el movimiento que produce da como resultado el trabajo de la flecha.

Expresamos la fuerza F entérminos del torque T y un radio r de aplicación de la fuerza F para que produzca dicho torque, de modo que,

y expresamos la distancia d como una longitud circunferencial, asi:

Recordando que "n" es el número de revoluciones que realiza la flecha. Por último, remplazando los valores de F y d tendríamos que,

y cancelando el término r

Continuando con la secuencia anterior, la potenciasería

Donde N es la velocidad angular y T el torque aplicado.

Sobre barras sólidas elásticas

El estiramiento de una barra de cualquier sólido representa también un tipo de trabajo ejercido sobre ellos, que depende de un estado de mantenimiento de la fuerza que se ejerce sobre la barra.

Explicación:
Los sólidos suelen modelarse como resortes lineales debido a que bajo la acción de unafuerza se contraen o se alargan y cuando ésta se elimina regresan a su longitud original. Esto es cierto siempre y cuando la fuerza se mantenga dentro del límite elástico, es decir, que no sea demasiado grande como para causar deformaciones permanentes. Por consiguiente, las ecuaciones para un resorte lineal también son aplicables a las barras sólidas elásticas. Alternativamente, se puededeterminar el trabajo relacionado con la extensión o contracción de estas barras al sustituir la presión P por su contraparte en los sólidos, el esfuerzo normalσn=F/A, en la expresión para el trabajo:
Welástico=12Fdx=12σnAdx Donde A es el área de la sección transversal de la barra.

Estiramiento de...