leyes de newton

Trabajo y energía
En el lenguaje cotidiano, la palabra trabajo se
utiliza con varias intenciones, pero en Física
se emplea para describir el efecto que tiene
una fuerza aplicada sobre un objeto y como
consecuencia,
éste
se
desplaza
una
determinada distancia (d; x; ó ∆x).

El trabajo se define como el producto
escalar
del
desplazamiento
por
el
componente paralelo de la fuerza aldesplazamiento

Trabajo y energía
Así, el trabajo (W), realizado por una fuerza
constante F sobre un objeto que se desplaza
una distancia d es:
W=F·d·cos(θ)

d

La unidad de medida (SI) del trabajo es el
Joule [J].

Condiciones para que se realice trabajo
— Debe existir una fuerza aplicada.
— La fuerza debe actuar a través de cierta distancia, llamada desplazamiento.
— Lafuerza debe tener al menos una componente a lo largo del desplazamiento
( Fx o Fy, según la dirección de la fuerza).

Trabajo y energía
El trabajo es una cantidad escalar, pues
la fuerza y el desplazamiento son
vectores, lo anterior tiene fundamento si
recordamos que el producto escalar o
producto punto de dos vectores es un
escalar.

1 cal = 4.18 J

•

•
•
•

Ejemplo 1:
Searrastra una carga un tramo de 130 metros
con una fuerza F de 580 N, formando un
ángulo con la horizontal de 25°. ¿Cual es el
trabajo producido por F?
Si el coeficiente de roce cinético es de 0,15.
Calcular el trabajo producido por Fk.
La masa de la carga es de 150 kg.
Calcular el trabajo producido por el peso y la
normal.

Trabajo neto o resultante

Cuando varias fuerzas actúan sobre uncuerpo en
movimiento, el trabajo neto es la suma algebraica de
los trabajos efectuados por cada una de las fuerzas.
→ →

→ →

→

→

ΣW = F1 • x + F2 • x + ... + Fn • x
→

→

→

→

ΣW = x • ( F1 + F2 + ... + Fn )

No olvides considerar que cuando se desliza un cuerpo sobre una
superficie está presente una fuerza de fricción que actúa siempre
en sentido contrario almovimiento, es decir, realiza un trabajo
negativo.

→ →

W fk = f k • x

→ →

W fk = µ N • x

W f k = µNx·cos(180º ) = − f k · x

Energía
El concepto de energía no es claro y por ello se
expresa en términos de los efectos que produce,
algunas definiciones dadas son:
Energía es la disposición o capacidad de efectuar
trabajo.
Es algo que se puede convertir en trabajo.
La energía de uncuerpo es capaz de ejercer una
fuerza sobre otro cuerpo para realizar un trabajo
sobre él.
La energía es la capacidad de un objeto de
transformar el mundo que le rodea.

Potencia
La potencia se define como el trabajo realizado por
unidad de tiempo, es decir:

W
P=
∆t
Si la fuerza es constante se puede decir que:
→

→

F •d
P=
; como
∆t
→

→

→

d
v=
∆t

→

P = F • v= F ·v·cos(θ )
Ej: basándose en el ejemplo anterior ¿Cuál es la potencia
desarrollada por la fuerza si recorre una distancia d, en 1,2 min?

Energía cinética
Energía cinética es la energía que tiene un cuerpo
por el hecho de desplazarse a una determinada
velocidad.
La expresión para calcular la Energía Cinética es:

1 2
Ec = mv
2
Todo objeto viajando a una velocidad v posee energíacinética, porque es capaz de realizar una labor o
trabajo.

Deducción de la expresión de Energía Cinética

• Un carro de 10 kg pasa por el punto A, con
una velocidad de 5 m/s, luego pasa por el
punto B donde su velocidad es 10 m/s,
determine:
a) La energía cinética en A
b) La energía cinética en B
c) La variación de energía cinética, es decir el
valor final menos el inicial.Energía Potencial
Si un cuerpo de masa m , se sitúa a una altura h
sobre un nivel de referencia, este cuerpo posee
una energía potencial gravitacional con respecto
a este nivel expresada por :

Ep = m g h
“El trabajo W realizado por la fuerza de gravedad
sobre una masa que se desplaza desde un punto
a otro es independiente del camino seguido”.

• Un objeto de 9 kg se suelta a una altura...