Trabajo efectuado por una fuerza variable

Trabajo efectuado por una fuerza variable

Generalmente las fuerzas varían, esto quiere decir que su magnitud o su ángulo, o ambos con el tiempo o la posición con ambos. Por ejemplo una personapodría arrastrar con una fuerza cada vez mayor al objeto para poder superar a la fuerza de fricción, hasta que llegue el punto donde la fuerza aplicada sobre el objeto exceda fsmax. Pero sin embargo, lafuerza de fricción no efectúa ningún trabajo, pues es que no hay movimiento ni desplazamiento.


Un ejemplo de una fuerza variable, la acción de un resorte que actúa sobre una partícula de masa“m”.
La partícula se mueve en la dirección horizontal, la cual llamamos dirección “x” , con el origen en x=0, la cual corresponde al punto en el cual el resorte esta relajado, o sea, no actúa ningunafuerza deformadora. Sobre la partícula actúa una fuerza externa “Fext” en sentido opuesto al sentido de la fuerza del resorte.
El resorte posee un material que denominamos elástico, o sea, puede serdeformado pero una vez que la fuerza deformadora cesa, recupera sus dimensiones originales. Suponemos que a medida que la fuerza externa actúa sobre la partícula, esta es aproximadamente igual a la fuerzadel resorte, por lo que la partícula esta en equilibrio en todo momento. Sea desplazada la partícula desde su posición original x=0. Si el agente externo ejerce una fuerza sobre la partícula, elresorte ejercerá una fuerza igual y opuesta.
Esta fuerza esta dad por la ecuación:   F= -kx
La k en estas ecuación es una constante de proporcionalidad y suele llamarse contaste de resorte o constante defuerza. Cuanto mayor sea el valor de k, más rígido o mas fuerte seria el resorte. El signo menos indica que el resorte está efectuando una fuerza opuesta a la dirección del desplazamiento cuando seestira o se comprime.
La relación expresada por la ecuación de la fuerza del resorte solo se cumple con los resortes ideales, ya que son los que se acercan a esta relación lineal entre fuerza...