Fisica Trabajo Mecanico
Páginas: 6 (1436 palabras)
Publicado: 5 de marzo de 2013
TRABAJO MECANICO
El trabajo mecánico es una magnitud escalar que depende del módulo de una fuerza aplicada sobre un punto material y el desplazamiento que esta le produce.
En el campo de la Física no se habla de trabajo simplemente, sino de Trabajo Mecánico y se dice que una fuerza realiza trabajo cuando desplaza su punto de aplicación en su misma dirección. El Trabajo Mecánico se puededesignar con la letra T o W.
Ejemplo: Cuando se levanta un objeto pesado contra la fuerza de gravedad se hace trabajo. Cuanto más pesado sea el objeto, o cuanto más alto se levante, mayor será el trabajo realizado. En todos los casos en los que se realiza un trabajo intervienen dos factores: la aplicación de una fuerza y el movimiento de un objeto, debido a la acción de dicha fuerza. como esenergía se expresa en Joules (J).
Formula
El trabajo es igual a la fuerza aplicada por el desplazamiento producido.
Ósea el producto escalar entre esos dos vectores, pero al usar sus módulos en la formula (valores o intensidades) deberíamos multiplicar a esos módulos por el coseno del ángulo comprendido entre ellos, por lo que queda.
W=F. d. cos a
Donde "a" es el ángulo entre la dirección dela fuerza y el desplazamiento.
W= F.d
en donde W es trabajo
F -> es la fuerza
d -> es la distancia.
Ejemplos:
1.- Un bloque de 6 kg se desplaza por acción de las fuerzas mostradas en el gráfico. Si se sabe que en un tramo la fuerza "F1" realiza un trabajo, igual al doble del valor del realizado por "F2" y a la vez el triple del valor del realizado por una fuerza vertical paraelevarlo hasta una altura de 3 m con rapidez constante. Hallar el trabajo neto realizado sobre el bloque, sabiendo que el piso es liso.(g= 10 m/s2)
2.- Determinar el trabajo desarrollado por la muchacha en los 2 primeros segundos, si logra desplazar al bloque de masa 20 kg con una aceleración constante de 1 m/s2, partiendo del reposo. Si se conoce que la fuerza de fricción es de 200 N, entre elpiso y el bloque.
TRANSFERENCIA Y CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA
El trabajo no es un tipo de energía, sino un proceso de transferencia de energía de un cuerpo a otro. De hecho, podemos definir el trabajo como la transferencia de energía de un cuerpo a otro realizada por la acción de una fuerza mediante un desplazamiento. Matemáticamente, incluyendo los diferentes factores de los que depende:Donde: F es la fuerza que actúa, ∆r es el desplazamiento realizado, y α es el ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento. Su unidad en el S.I. es el julio (J). Esta expresión sólo es válida si la fuerza se mantiene constante durante todo el desplazamiento, y este es en línea recta.
Fuerzas conservativas.
Como vimos en el tema anterior en el ejemplo de Galilei cuando una bola sedejaba caer desde cierta altura por un plano inclinado, era capaz de ascender por otro plano inclinado hasta alcanzar exactamente la misma altura inicial, sin impotar que la inclinación de los planos fuese distinta.
Las fuerzas bajo cuya acción se conserva la energía mecánica del sistema (como ejemplo la gravitatoria) son denominadas fuerzas conservativas. Como ejemplo de fuerzas conservativas tenemosla fuerza gravitacional, la elástica y electrostática.
Las fuerzas bajo cuya acción se disipa o pierde energía mecánica del sistema (como por ejemplo la de rozamiento) se denominan fuerzas no conservativas o fuerzas disipativas.
Conservación de la energía mecánica.
Supongamos un sistema en el que solamente obran fuerzas conservativas. Según vimos en el teorema del trabajo y la energía, eltrabajo realizado por fuerzas de cualquier tipo es igual a la variación de la energía cinética del sistema: W = ∆Ec
Pero en el apartado anterior hemos comprobado que si las fuerzas son conservativas, el trabajo realizado por ellas también equivale a la variación negativa de la energía potencial, es decir:
W = - ∆Ep
Ejemplos:
1. Calcula la energía cinética de una persona de 70 kg de masa...
El trabajo mecánico es una magnitud escalar que depende del módulo de una fuerza aplicada sobre un punto material y el desplazamiento que esta le produce.
En el campo de la Física no se habla de trabajo simplemente, sino de Trabajo Mecánico y se dice que una fuerza realiza trabajo cuando desplaza su punto de aplicación en su misma dirección. El Trabajo Mecánico se puededesignar con la letra T o W.
Ejemplo: Cuando se levanta un objeto pesado contra la fuerza de gravedad se hace trabajo. Cuanto más pesado sea el objeto, o cuanto más alto se levante, mayor será el trabajo realizado. En todos los casos en los que se realiza un trabajo intervienen dos factores: la aplicación de una fuerza y el movimiento de un objeto, debido a la acción de dicha fuerza. como esenergía se expresa en Joules (J).
Formula
El trabajo es igual a la fuerza aplicada por el desplazamiento producido.
Ósea el producto escalar entre esos dos vectores, pero al usar sus módulos en la formula (valores o intensidades) deberíamos multiplicar a esos módulos por el coseno del ángulo comprendido entre ellos, por lo que queda.
W=F. d. cos a
Donde "a" es el ángulo entre la dirección dela fuerza y el desplazamiento.
W= F.d
en donde W es trabajo
F -> es la fuerza
d -> es la distancia.
Ejemplos:
1.- Un bloque de 6 kg se desplaza por acción de las fuerzas mostradas en el gráfico. Si se sabe que en un tramo la fuerza "F1" realiza un trabajo, igual al doble del valor del realizado por "F2" y a la vez el triple del valor del realizado por una fuerza vertical paraelevarlo hasta una altura de 3 m con rapidez constante. Hallar el trabajo neto realizado sobre el bloque, sabiendo que el piso es liso.(g= 10 m/s2)
2.- Determinar el trabajo desarrollado por la muchacha en los 2 primeros segundos, si logra desplazar al bloque de masa 20 kg con una aceleración constante de 1 m/s2, partiendo del reposo. Si se conoce que la fuerza de fricción es de 200 N, entre elpiso y el bloque.
TRANSFERENCIA Y CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA
El trabajo no es un tipo de energía, sino un proceso de transferencia de energía de un cuerpo a otro. De hecho, podemos definir el trabajo como la transferencia de energía de un cuerpo a otro realizada por la acción de una fuerza mediante un desplazamiento. Matemáticamente, incluyendo los diferentes factores de los que depende:Donde: F es la fuerza que actúa, ∆r es el desplazamiento realizado, y α es el ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento. Su unidad en el S.I. es el julio (J). Esta expresión sólo es válida si la fuerza se mantiene constante durante todo el desplazamiento, y este es en línea recta.
Fuerzas conservativas.
Como vimos en el tema anterior en el ejemplo de Galilei cuando una bola sedejaba caer desde cierta altura por un plano inclinado, era capaz de ascender por otro plano inclinado hasta alcanzar exactamente la misma altura inicial, sin impotar que la inclinación de los planos fuese distinta.
Las fuerzas bajo cuya acción se conserva la energía mecánica del sistema (como ejemplo la gravitatoria) son denominadas fuerzas conservativas. Como ejemplo de fuerzas conservativas tenemosla fuerza gravitacional, la elástica y electrostática.
Las fuerzas bajo cuya acción se disipa o pierde energía mecánica del sistema (como por ejemplo la de rozamiento) se denominan fuerzas no conservativas o fuerzas disipativas.
Conservación de la energía mecánica.
Supongamos un sistema en el que solamente obran fuerzas conservativas. Según vimos en el teorema del trabajo y la energía, eltrabajo realizado por fuerzas de cualquier tipo es igual a la variación de la energía cinética del sistema: W = ∆Ec
Pero en el apartado anterior hemos comprobado que si las fuerzas son conservativas, el trabajo realizado por ellas también equivale a la variación negativa de la energía potencial, es decir:
W = - ∆Ep
Ejemplos:
1. Calcula la energía cinética de una persona de 70 kg de masa...
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