fisica

6.1 TRABAJO

Para comprender qué significa trabajo en física se aplica una fuerza F S a un borrador, qué se identifica como el sistema, y el borrador se desliza a lo largo del riel. Si quiere saber qué tan efectiva es la fuerza para mover el borrador, debe considerar no sólo la magnitud de la fuerza sino también su dirección Si supone que la magnitud de la fuerza aplicada es la misma el empujónque se aplica en forma horizontal hace más para mover el borrador que el empujón de en forma vertical que no mueve el borrador en absoluto, sin importar cuán fuerte se empuje (a menos, desde luego, ¡que se aplique una fuerza tan grande que rompa el riel!). Estos resultados sugieren que, cuando se analizan fuerzas para determinar el trabajo que realizan, se debe considerar la naturaleza vectorialde las fuerzas. También se debe conocer el desplazamiento “r” del borrador mientras se mueve a lo largo del riel si se quiere determinar el trabajo invertido sobre él por la fuerza.
El trabajo W invertido sobre un sistema por un agente que ejerce una fuerza constante sobre el sistema es el producto de la magnitud F de la fuerza, la magnitud r del desplazamiento del punto de aplicación de la fuerzay cos V, donde V es el ángulo entre los vectores fuerza y desplazamiento: W = F r cos V

Pregunta rápida 7.1 La fuerza gravitacional que ejerce el Sol sobre la Tierra mantiene a ésta en una órbita alrededor de aquél. Suponga que la órbita es perfectamente circular. El trabajo realizado por esta fuerza gravitacional durante un intervalo de tiempo breve, en el que la Tierra se mueve a travésde un desplazamiento en su trayectoria orbital, es a) cero, b) positivo, c) negativo, d) imposible de determinar.









6.2 Potencia
Suponga que el hombre no está convencido de que el trabajo es el mismo sin importar la longitud de la rampa y coloca una rampa larga con una suave elevación. Aunque él realiza la misma cantidad de trabajo que alguien que usa una rampa más corta, le toma mástiempo realizar el trabajo porque tiene que mover el refrigerador una mayor distancia. Aunque el trabajo realizado sobre ambas rampas es el mismo, hay algo diferente acerca de las tareas: el intervalo de tiempo durante el que se realiza el trabajo.
La relación con el tiempo de transferencia de energía se llama potencia instantánea y se define como sigue: P= dE/dt
A medida que el bloque colgante semueve desde su elevación más alta hacia la más baja, el sistema pierde energía potencial gravitacional pero gana energía potencial elástica en el resorte. Parte de la energía mecánica se transforma a energía interna debido a fricción entre el bloque deslizante y la superficie.
En esta exposición se contará el trabajo como el método de transferencia de energía, pero tenga en mente que la noción depotencia es válida para cualquier medio de transferencia de energía. Si una fuerza externa se aplica a un objeto (que se representa como partícula) y si el trabajo invertido por esta fuerza en el objeto en el intervalo de tiempo Dt es W, la potencia promedio durante este intervalo es
P prom =W /Dt

Un ascensor tiene una masa de 1 600 kg y transporta pasajeros con una masa combinada de 200 kg. Unafuerza de fricción constante de 4 000 N retarda su movimiento.
A) ¿Cuánta potencia debe proporcionar un motor para levantar el elevador y a sus pasajeros con una rapidez constante de 3.00 m/s?
SOLUCIÓN
Conceptualizar
El motor debe suministrar la fuerza de magnitud T que jale el ascensor hacia arriba.

Categorizar
La fuerza de fricción aumenta la potencia necesaria para levantar el elevador.El problema establece que la rapidez del elevador es constante: a = 0. El elevador se modela como una partícula en equilibrio.
Analizar
El diagrama de cuerpo libre en la figura especifica la dirección hacia arriba como positiva. La masa total M del sistema (carro más pasajeros) es igual a 1 800 kg. Aplique la segunda ley de Newton a la cabina:
Fy= T- f- Mg= 0
Resuelva para T:
T=f+Mg...