Fisica

Trabajo y Energía

Eduar Carvajal Taborda

Bibliografía
Física, Volumen 1, 3° edición
Raymod A. Serway y John W. Jewett, Jr. Ed. Thomson ISBN: 84-9732-168-5

Capítulos 6, 7 y 8

Concepto de sistema y entorno
Un sistema es una región del Universo sobre la que vamos a centrar nuestra atención. Se ignorarán los detalles acerca del resto del Universo exterior al sistema. Ejemplos desistemas:
- Un sólo objeto o una partícula.

- Una colección de objetos o partículas.
- Una determinada región del espacio. Un sistema puede cambiar tanto su forma como su tamaño

El límite de un sistema es una superficie imaginaria o real que divide el Universo entre el sistema y el resto del Universo (definido como entorno) El entorno puede ejercer una fuerza sobre el sistema a través de loslímites, e influir sobre él.

Trabajo realizado por una fuerza constante
Supongamos que tenemos un sistema constituido por una única partícula La partícula recorre un desplazamiento cuando sobre ella actúa una fuerza constante ejercida por el entorno, y que forma un ángulo con

El trabajo , realizado por una agente que ejerce una fuerza constante sobre un sistema, es el producto de lacomponente de la fuerza a lo largo de la dirección de desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza, por el módulo del desplazamiento

Trabajo realizado por una fuerza constante

El trabajo es una magnitud escalar

Unidades en el SI: (N  m)
Al Newton por metro se le denomina Julio (J)

El trabajo realizado por… sobre…
Antes de hablar de trabajo debemos identificar: - El sistema - Elentorno

- La interacción del sistema con el entorno

Al hablar de trabajo siempre se va a usar la frase:

“el trabajo hecho por … sobre …”

Reemplaza aquí la parte del entorno que está interaccionando con el sistema

Reemplaza aquí el sistema

Trabajo realizado por una fuerza constante

Una fuerza no realiza trabajo sobre un sistema si:
- No hay fuerza

- No hay desplazamiento delpunto de aplicación de la fuerza
- La dirección de la fuerza aplicada y el desplazamiento sean perpendiculares

En este ejemplo, la fuerza normal y la fuerza gravitatoria no realizan ningún trabajo

Trabajo realizado por una fuerza constante

Si sobre una partícula actúan varias fuerzas, el trabajo total realizado cuando la partícula efectúa un cierto desplazamiento será la sumaalgebraica del trabajo efectuado por cada una de las fuerzas

Trabajo realizado por una fuerza variable
Supongamos una partícula que se desplaza a lo largo del eje x, bajo la acción de una fuerza variable de módulo Fx.

¿Cúal es el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula, desde x = xi hasta posición x = xf?
1. Descomponemos el desplazamiento en desplazamientos muy pequeños 2. La fuerza esaproximadamente constante en ese intervalo

3. Podemos aproximar el trabajo realizado por la fuerza como

4. El trabajo total realizado desde xi hasta xf es.

Trabajo realizado por una fuerza variable

5. Si los desplazamientos se aproximan a cero, entonces el número de términos que intervienen en la suma aumentará sin límite, pero el valor de la suma se aproximará a un valor finitoigual al área comprendida entre la curva y el eje x.

Trabajo realizado por la fuerza para el desplazamiento de la partícula desde hasta

Trabajo realizado por una fuerza: caso más general
Si sobre la partícula actúa más de una fuerza, el trabajo total realizado es la suma de los trabajos realizados por cada fuerza.
En otras palabras, el trabajo total es el trabajo realizado por la fuerza neta.Caso más general posible: - sobre la partícula actúan varias fuerzas, - la fuerza neta no es constante, ni paralela al desplazamiento, - el movimiento es tridimensional

Ejemplo de trabajo realizado por una fuerza: trabajo realizado por un muelle
Supongamos que el movimiento se realiza sobre una superficie horizontal (unidimensional, a lo largo de la dirección x) y sin rozamiento. A la...