F1_S07_PPT_TRABAJO_MECÁNICO_2
Páginas: 6 (1335 palabras)
Publicado: 21 de octubre de 2015
Trabajo de fuerzas constantes. Trabajo de fuerzas variables.
Teorema del trabajo-energía cinética. Ley de Hooke.
LOGRO
Al término de la sesión de aprendizaje el estudiante
resuelve problemas de trabajo mecánico, utilizando
fórmulas y relaciones, con orden y precisión mostrando
una buena presentación.
TRABAJO Y ENERGÍA
•
http://www.youtube.com/watch?v=xCIID5znuRA
¿Qué tipode magnitud es el trabajo mecánico?
¿Cómo se determina el producto escalar entre dos vectores?
TRABAJO MECÁNICO DE UNA FUERZA CONSTANTE
•
•
•
Una fuerza realiza trabajo
mecánico cuando al actuar
sobre un cuerpo, lo mueve.
El trabajo que realiza una
fuerza constante F que actúa
sobre un objeto es el producto
de la componente de la fuerza
a lo largo del movimiento del
objeto por la magnituddel
desplazamiento.
Si la fuerza forma un ángulo
con el desplazamiento
x, el
trabajoW
realizado
F xpor F es:
W F x cos
F
F sen
x
F cos
El trabajo es una magnitud escalar
y puede ser positiva o negativa,
dependiendo del ángulo .
Unidad de medida en el SI:
newton x metro = joule
1 N· m = 1 J
TRABAJO MECÁNICO POSITIVO
•
Trabajo positivo
Ocurre cuando la fuerza tienela misma dirección que el
desplazamiento y aumenta la
velocidad del cuerpo. En el
caso de la figura,
= 0º y cos0° = +1.
F
x
W Fx
•
También tiene lugar cuando la
fuerza forma un ángulo agudo
con el desplazamiento. En
este caso:
F
< 90,0º.
x
TRABAJO MECÁNICO NEGATIVO Y NULO
•Trabajo negativo
Es cuando la fuerza tiene
dirección
opuesta
al
desplazamiento y el trabajo de la
fuerzadisminuye la velocidad del
cuerpo. En este caso, = 180º
y cos180°=-1
F
x
W Fx
•Trabajo nulo
Es cuando las fuerzas tienen
dirección
perpendicular
al
F
desplazamiento,
no
realizan
trabajo. En este caso, = 90º y
cos 90°=0
x
W Fx cos90º0
TRABAJO NETO
•
El trabajo neto o resultante
realizado
sobre un cuerpo,
es igual a la suma algebraica
de los trabajos realizados por
lasdiferentes
fuerzas
aplicadas al cuerpo.
F3
•
El trabajo neto o resultante
realizado
sobre un cuerpo,
es igual a la fuerza resutante
por el desplazamiento. F3
F2
F2
F1
WNeto WF 1 WF 2 WF 3
FR
F1
ur u
r
WNeto FR x
Problema de Aplicación
1. En este caso, si las fuerzas
aplicadas son iguales a
20 000 N y forman un ángulo
de 30°, ¿cuál es el trabajo
que realizan al desplazar la
red depesca 100 m?
∆x
•
En la figura, dos buques
aplican fuerzas para arrastrar
una red de pesca cierta
distancia
F
x, entonces el
trabajo neto realizado será el
F xresultante
cos
trabajo de W
la fuerza
de ambas fuerzas:
Problema de Aplicación
2.
Un camión de 3 000 kg de masa
es subido a un buque con una
grúa que ejerce una fuerza de
31,0 kN. Esta fuerza que levanta
el camión se aplica a lolargo de
una distancia de 2,00 metros.
Calcule (a) el trabajo realizado
por la grúa, (b) el trabajo
realizado por la gravedad, (c) el
trabajo total.
•. Solución
m
Wgravedad 3000 kg 9,81 2 2,00 m
s
Wgravedad 5,89 104 J
Wgrúa 31000N 2,00m
Wgrúa 6,20104 J
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA
•
¿A qué es igual el trabajo
expresado a través de la
velocidad?
•
dv
dv dx
dv dx
dx
dt dt dvv
dt
dt dt
dt dt
Wi f Ec Ec
f
•
A esta expresión se le
denomina
“Teorema
del
trabajo-energía cinética”.
1
1
mvf2 mv 2
2
2
•
Nota: Al utilizar la expresión
de la 2° ley de Newton en el
cálculo anterior, se deduce
que estamos refiriéndonos al
trabajo de la fuerza resultante.
dv
W m dx mvdv
dt
i
i
W
Si se reescribe la expresión
del trabajo calculado en el
párrafo anterior, elcual se
aplica a cualquier fuerza, se
tendrá:
1 2
EC mv
2
Problema de Aplicación
3. ¿Qué trabajo se requiere
para detener un electrón
(9,11 x 10-31 kg) que se
mueve con una velocidad de
1,90 x 106 m/s?
Solución
m
v0 1,90106
s
m
vf 0
s
W
2
1
9,11 1031 02 1,60106
2
W 1,641018 J
4. Un automóvil viaja a 50,0 m/s
por la autopista. Si debe
incrementar su velocidad a...
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