Energia cinetica y potencia

Trabajo de una fuerza.

Una manera de entender qué es una fuerza es pensar en una cañita voladora. Lo que quiero decir es:

O sea, como si fuera una especie de carrito a chorro o algo por el estilo.
El considerar que la fuerza F está generada por la acción de la cañita voladora hace que el asunto se entienda mejor.
Ahora, con esta idea en la cabeza, quiero que te imagines que bajo laacción de esta fuerza el cochecito recorre una distancia d.

Durante todo el trayecto F se mantiene constante y el carrito va acelerando.
El trabajo que realizó la fuerza efe al moverse la distancia d se calcula haciendo la cuenta efe por de. ( Esto es una definición )
Al trabajo realizado por una fuerza se lo suele poner con la letra L. ( De Laborum ). Me queda.L = F . d
Esto vale cuando la fuerza se mueve en al misma dirección del desplazamiento.
Pero podría pasar que la fuerza esté inclinada con respecto a la distancia d.
Fijate:

Lo que hago en este caso es descomponer a F en dos direcciones: una así (, y otra así (. Veamos. Si F forma un ángulo α con la distancia d tengo:

La fuerza así ( NO realiza trabajo. Elcuerpo no se mueve en la dirección vertical. ( No se levanta del piso ).

La componente que va así ( SÍ hace trabajo, porque recorre la distancia d.
Como esta componente vale F ( cos α, el trabajo que realiza vale:

O, lo que es lo mismo:

Atento. Esta es la hiper-archifamosa expresión que da el trabajo realizado por una fuerza efe. En esta fórmula F es la fuerza que actúa, d esla distancia que recorre y alfa ( MUY IMPORTANTE ) es el ángulo formado por la fuerza y la distancia d.
Ahora, fijate esto. La distancia d da la dirección de desplazamiento. Quiero decir, d apunta para donde se está moviendo el cuerpo. Dicho de otra manera, la distancia d es un vector. Este vector d siempre apunta para el lado donde va la velocidad. Entonces, aprendete esta conclusión muyimportante:

¿ EN QUÉ SE MIDE EL TRABAJO DE UNA FUERZA ?

El trabajo es F por d, de manera que se medirá en unidades de Fuerza por unidades de distancia.
La fuerza la pongo siempre en Kilogramos fuerza o en Newton. La distancia la puedo poner en metros. Así que las unidades de trabajo que más se usan son:

[ L ] ’ Kgf ( m (Kilográmetro.

[ L ] ’ N ( m ( Joule.

Como 1 Kilogramo fuerza son 9,8 Newton, 1 Kilográmetro equivaldrá a 9,8 Joule.

¿ Qué tan grande es un trabajo de 1 joule en la realidad real ?.
Bueno, 1 Joule es el trabajo que realiza una fuerza de 1 Newton cuando se desplaza 1 metro. Como 1 N son más o menos 0,1 kilogramos fuerza, si vos tenés algoque pese 100 gramos y lo elevás a 1 m de altura, el L que realizaste vale 1 Joule.
En la práctica al levantar una calculadora a una altura de 1 metro, estás haciendo un trabajo aproximado de 1 Joule.

ALGUNAS ACLARACIONES ( Ver! )

La fuerza es un vector, sin embargo el trabajo no es un vector. No tiene dirección, sentido, módulo ni nada de eso. No puedo explicarte por qué esto es así.
Porahora solamente tomalo como que es así.

Sólo puede haber L cuando una fuerza se mueve. Una fuerza quieta no puede realizar trabajo.

Hay fuerzas que no realizan trabajo aún cuando se estén moviendo. Es el caso de las fuerzas que se trasladan en forma perpendicular a la trayectoria.

Esto puedo entenderlo viendo que en realidad, F no se está moviendo en la dirección vertical. No haydistancia recorrida en esa dirección ( ( no hay L ).

Visto de otra forma, puedo decir que el ángulo que forma F con d vale 90° y coseno de 90° es cero, así que F ( d ( cos 90° me da cero.

Para un cuerpo que cae por un plano inclinado, la normal es ( a la trayectoria, así que tampoco hace trabajo.

Este mismo asunto pasa con la fuerza centrípeta en el movimiento circular. Fcp es todo el...