TRABAJO POTENCIA Y ENERGIA

FUERZAS PRODUCIENDO:

“TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA”

TRABAJO (W)
Consideremos un cuerpo que es arrastrado sobre una superficie
horizontal, por acción de una fuerza “F”, tal como indica la fig.
Supongamos que la fuerza “F”
Fy
F

es constante y que el cuerpo se
desplaza

F

una

distancia

“d”.

Siendo “θ” el ángulo entre la
fuerza

Fx

y

la

dirección

del

desplazamiento del cuerpo, el
trabajo“W” realizado por la

d

fuerza “F”, se define de la

La fuerza F realiza un trabajo al desplazar el cuerpo.

siguiente manera:

“El trabajo que desarrolla una fuerza está dado como el producto de dicha fuerza
por la distancia que recorre por el coseno del ángulo que forma”
En general:

W = F . d . cosθ
Por consiguiente, el trabajo realizado por una fuerza dependerá
del ángulo que forma con ladirección del desplazamiento del cuerpo,
considerándose así los siguientes casos:
1.

Cuando la fuerza actúa en el mismo sentido del desplazamiento. En
este caso θ = 00 y como cos00 = 1, resulta:
F

F

W=F.d
d

Área: C. T. A

Prof. Jheison Valle Bustamante

2.

Cuando la fuerza es perpendicular al desplazamiento. En este caso θ
= 900 ; como cos900 = 0 , resulta:
F

F

W = F . d . cos900 = 0movimiento

d
3.

Cuando la fuerza actúa en sentido contrario al desplazamiento, es
decir con tendencia a retardar el movimiento del cuerpo. En este
caso θ = 1800 , y puesto que cos1800 = -1 , resulta que:
movimiento

F

F

W = -F . d

d
UNIDAD DEL TRABAJO EN EL SI: La unidad del trabajo en el SI es el
joule (J), cuya definición es:
joule (J): es el trabajo realizado por una fuerza de 1
newton (1N), queaplicando a un cuerpo lo desplaza la
distancia de 1metro (1m).

J = N m = m2 kg / s2
EJERCICIOS
1. Un jardinero empuja una cortadora de gras (ver fig.), con un
ángulo de 60° con la horizontal, con una fuerza de 400N, una
distancia de 12m. Calcular el trabajo realizado por el jardinero.

a. 2200J
b.

2300J

c.

2500J

d. 2400J
60°

Área: C. T. A

e.

N. A.

Prof. Jheison Valle Bustamante

2. Según lafig.; hallar el trabajo efectuado al bajar una caja de
comestibles de 500N de peso.
a. 570J
b. 75oJ
c. 870J
d. 780J
e. N. A.

1.5m

3. ¿Qué trabajo hace una fuerza de 12N, cuando mueve su punto de
aplicación 12m en su propia dirección?

a. 1,2 x 102 J
b. 0,72 x 102 J

F=12N

c. 1,44 x 102 J
d. 12 J

12m

e. N. A.
4. Un bloque es arrastrado 20m produciendo un trabajo de 2000J.
calcular la fuerzaactuante.
F

F

a. 1000N
b. 1000J
c. 10N
d. 100N
e. N. A.

20m

5. Una fuerza de 50N actúa sobre una masa de 10kg, si parte del
reposo en 20s. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza?
a. 500J
F=50N
10kg

b. 50000J
c. 50J
d. 5000J
e. N. A.

Área: C. T. A

Prof. Jheison Valle Bustamante

POTENCIA (P)
En la vida práctica existe interés en que un determinado trabajo
se realice en el menor tiempoposible. Entre dos máquinas que realizan
un mismo trabajo con la misma perfección, siempre preferimos la más
rápida.
Entonces la “potencia” se define como:
“Una magnitud escalar que nos
indica el trabajo realizado en la
unidad de tiempo”
Del concepto se tiene:

P =

Donde:

W

W = trabajo
t = tiempo

t

UNIDADES DE POTENCIA EN EL SI: La unidad de potencia en el SI es
el watt (W) en honor a JamesWatt, perfeccionador de la máquina de
vapor y cuya definición es:
watt (W): la potencia de 1W corresponde al trabajo
de 1joule (1J) realizado en 1segundo (1s)

1W =

1J
1s

De la misma manera todavía se sigue utilizando otras unidades tales
como:


Horse Power o Caballo de Fuerza (H.P.): definido como la potencia
desarrollada por un caballo de tiro de pura sangre, cuando desplaza
una carga de 75kga una distancia de 1m en el tiempo de 1s.

1 HP = 75 kg. m / s
Área: C. T. A

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

Caballo de Vapor (C.V.): definido como la potencia desarrollada por
una máquina de vapor de tal manera que sea capaz de levantar una
carga de 76kg a una distancia de 1m en 1s.

1 CV = 76 kg. m / s
EJERCICIOS
1. ¿Qué potencia tenemos si, pesando 500N, subimos una escalera de
9...