Trabajo-Mecanico
Páginas: 10 (2426 palabras)
Publicado: 10 de julio de 2012
Objetivo
Definir y estudiar las fórmulas de trabajo, energía y potencia y aplicar los conceptos para ayudarnos a resolver problemas definiendo y demostrando por medio de ejemplos el conocimiento de las unidades, analizar y aplicar los conocimientos sobre la relación entre la realización de un trabajo y el cambio de energía cinética y el principio de la energía mecánica además determinar larelación del tiempo, fuerza, distancia y velocidad con la potencia.
TRABAJO
Es una cantidad escalar igual al producto de la magnitud del desplazamiento y la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento.
Se deben de cumplir tres requisitos:
1.- Debe haber una fuerza aplicada
2.-La fuerza debe ser aplicada a través de cierta distancia (desplazamiento)
3.-La fuerza debe tener unacomponente a lo largo del desplazamiento.
figura 8.1 El trabajo realizado por una fuerza F provoca un desplazamiento s.
Trabajo = fuerza X desplazamiento.
T = F x s
La magnitud del trabajo puede expresarse en términos del ángulo θ formado entre F y s.
Trabajo = (F cos θ) s
La fuerza que realiza el trabajo está dirigida íntegramente a lo largo del desplazamiento. Porejemplo cuando se eleva un cuerpo en forma vertical o cuando una fuerza horizontal arrastra un objeto por el piso en este caso:
Trabajo = Fs
En unidades del SI el trabajo se mide en Nxm esta unidad se llama joule (j)
Un joule es igual al trabajo realizado por una fuerza de un newton al mover un objeto a través de una distancia paralela de un metro
Se denomina trabajo infinitesimal, al productoescalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el módulo del vector desplazamiento dr, y q el ángulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento.
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales
| Su significado geométricoes el área bajo la representación gráfica de la función que relaciona la componente tangencial de la fuerza Ft, y el desplazamiento s. |
Ejemplos:
1.- Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la constante del muelle es 1000 N/m.
La fuerza necesaria para deformar un muelle es F=1000·x N, donde x es la deformación. El trabajo de esta fuerza se calcula mediante la integral| El área del triángulo de la figura es (0.05·50)/2=1.25 J |
Cuando la fuerza es constante, el trabajo se obtiene multiplicando la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento por el desplazamiento.
W=Ft·s
2.- Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º,90º, 135º, 180º.
* Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo
* Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
* Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo
3.- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el jovenes de 400 J. El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es:
a) 60° b) 30 c) 45° d) 53° e) ninguna de las anteriores
Sol
Datos
F=200N
W=400J
r=4m
W=F.r=Fr.Cos(α)
Cos(α)’W/F.r
Cos(α)’400J/200N.4m
Cos(α)’ 0.5
α’ 60°
El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es de 60
POTENCIA
En la vida cotidiana, interesa saber no sólo eltrabajo que se pueda efectuar, sino también la rapidez con que se realiza.
Una persona está limitada en el trabajo que pueda efectuar, no sólo por la energía total necesaria, sino también por la rapidez con que transforma esa energía.
Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo.
Potencia = W/t =...
Definir y estudiar las fórmulas de trabajo, energía y potencia y aplicar los conceptos para ayudarnos a resolver problemas definiendo y demostrando por medio de ejemplos el conocimiento de las unidades, analizar y aplicar los conocimientos sobre la relación entre la realización de un trabajo y el cambio de energía cinética y el principio de la energía mecánica además determinar larelación del tiempo, fuerza, distancia y velocidad con la potencia.
TRABAJO
Es una cantidad escalar igual al producto de la magnitud del desplazamiento y la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento.
Se deben de cumplir tres requisitos:
1.- Debe haber una fuerza aplicada
2.-La fuerza debe ser aplicada a través de cierta distancia (desplazamiento)
3.-La fuerza debe tener unacomponente a lo largo del desplazamiento.
figura 8.1 El trabajo realizado por una fuerza F provoca un desplazamiento s.
Trabajo = fuerza X desplazamiento.
T = F x s
La magnitud del trabajo puede expresarse en términos del ángulo θ formado entre F y s.
Trabajo = (F cos θ) s
La fuerza que realiza el trabajo está dirigida íntegramente a lo largo del desplazamiento. Porejemplo cuando se eleva un cuerpo en forma vertical o cuando una fuerza horizontal arrastra un objeto por el piso en este caso:
Trabajo = Fs
En unidades del SI el trabajo se mide en Nxm esta unidad se llama joule (j)
Un joule es igual al trabajo realizado por una fuerza de un newton al mover un objeto a través de una distancia paralela de un metro
Se denomina trabajo infinitesimal, al productoescalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el módulo del vector desplazamiento dr, y q el ángulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento.
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales
| Su significado geométricoes el área bajo la representación gráfica de la función que relaciona la componente tangencial de la fuerza Ft, y el desplazamiento s. |
Ejemplos:
1.- Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la constante del muelle es 1000 N/m.
La fuerza necesaria para deformar un muelle es F=1000·x N, donde x es la deformación. El trabajo de esta fuerza se calcula mediante la integral| El área del triángulo de la figura es (0.05·50)/2=1.25 J |
Cuando la fuerza es constante, el trabajo se obtiene multiplicando la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento por el desplazamiento.
W=Ft·s
2.- Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º,90º, 135º, 180º.
* Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo
* Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
* Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo
3.- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el jovenes de 400 J. El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es:
a) 60° b) 30 c) 45° d) 53° e) ninguna de las anteriores
Sol
Datos
F=200N
W=400J
r=4m
W=F.r=Fr.Cos(α)
Cos(α)’W/F.r
Cos(α)’400J/200N.4m
Cos(α)’ 0.5
α’ 60°
El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es de 60
POTENCIA
En la vida cotidiana, interesa saber no sólo eltrabajo que se pueda efectuar, sino también la rapidez con que se realiza.
Una persona está limitada en el trabajo que pueda efectuar, no sólo por la energía total necesaria, sino también por la rapidez con que transforma esa energía.
Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo.
Potencia = W/t =...
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