energia y trabajo


“Energía y Trabajo”


Concepto de trabajo en física, como el producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento
Es nuestra vida diaria es muy común escuchar a alguien decir que le costó mucho trabajo encontrar tal o cualquier otra cosa. De igual manera, se dice que triunfar en la vida, obtener un diploma y destacar como técnico especializado o profesional en alguna de las ramas delconocimiento humano requiere esfuerzo, dedicación y trabajo constante. Pero entonces ¿qué es el trabajo? Si esta pregunta se la hacemos a diferentes nos encontramos con una gran diversidad de respuestas, así lo que para unos es trabajo para otros es una diversión, pasatiempo, objeto de estudio temas de interés. Por fortuna, desde el punto de vista de la física, el trabajo solo tienen unainterpretación: el trabajo es una magnitud escalar producida solo cuando una fuerza mueve un objeto en la misma dirección en que se aplica.

EXPRESION MATEMATICA PARA EL TRABAJO Y LA GRAFICA QUE LO REPRESENTEA
Se calcula multiplicando la magnitud de la componente de la fuerza actuante en la misma dirección en que se efectúa el movimiento del objeto, por la magnitud del desplazamiento que este realiza.
T= Fcos θ d
Por ejemplo, si una persona empuja un carro de autoservicio con un cierto ángulo θ respecto al desplazamiento del carro, únicamente la componente de la fuerza que actúa en la dirección del movimiento del carro de autoservicio, resulta útil para moverlo y será también la única que realice un trabajo mecánico.
Es común expresar el trabajo de la siguiente manera:
T= Fd cos θ
Donde: T =trabajo realizado en Nm = joule = J
F cos θ = magnitud de la componente de la fuerza en la dirección del movimiento de newtons (N)
d = magnitud del deslazamiento en metros (m)
Si la fuerza que mueve al objeto se encuentra por completo en la misma dirección en que se efectúa el desplazamiento, el ángulo θ es igual a cero y el cos θ = 0° = 1, donde el trabajo será igual a:
T = FdSe realiza uh trabajo de un joule (1 J) cuando al aplicar una fuerza cuya magnitud es de un newton a un objeto, este se desplaza un metro. De donde:
1 J = IN (1 m)
El joule es la unidad utilizada por el Sistema Internacional para medir el trabajo.
Trabajo positivo y negativo
El trabajo es una magnitud escalar, y por tanto no requiere dirección ni sentido para quedara bien definido. Por otrolado, si un objetó sobre el cual actúa una fuerza tiene una componente de movimiento en sentido opuesto al sentido de lola 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 sobre el bulto por la fuerza ascendente de nuestros brazos que sostienen al bulto es negativo. Otro ejemplo lotenemos cuando desplazamos un sillón arrastrándolo por el suelo, la fuerza de fricción dinámica actúa en sentido contrario al desplazamiento del sillón y, por tanto, el trabajo producido por la fuerza de fricción es negativo. En términos generales podemos decir que, cuando una fuerza aplicada a un objeto tiene un componente en la misma dirección del desplazamiento del mismo, con un ángulo θcomprendido entre 0° y 90°, el coseno de dicho ángulo tendrá un valor positivo y por tanto, el trabajo mecánico será también positivo. Pero, si la fuerza aplicada sobre el objeto, tienen un componente opuesta al desplazamiento de dicho objeto, como un ángulo θ comprendido entre 90° y 180°, el coseno de dicho ángulo tendrá un valor negativo y el trabajo mecánico realizado por la componente de la fuerzatendrá un valor negativo. Por último, cuando la fuerza aplicada a un objeto es perpendicular al desplazamiento del objeto, el ángulo θ tiene un valor de 90° y el coseno de este ángulo, es igual a cero, por lo que el trabajo producido por dicha fuerza, también es cero.
Ejemplo: una persona levanta una pesa de 1470 N desde el suelo hasta una altura de 1.9 metros.
Calcular:
a) ¿Qué trabajo...