TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE






UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA
DE SANTA ELENA

FISICA



AUTOR:
Victor Miguel Plúa Quimis.

CARRERA:
Electrónica y Telecomunicaciones


INSTRUCTOR:
Ing. Isaac Zambrano A.


LA LIBERTAD - SANTA ELENA – ECUADOR

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE
El trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el cosenodel ángulo que forman el uno con el otro. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Y se expresa como:
W=d. F cos α
Donde (W) es el trabajo mecánico, (F) es la magnitud de la fuerza, (d) es la distancia recorrida y α es el ángulo que formanentre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento (véase dibujo). Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

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Características:
Una fuerza constante es aquella que tiene dos cosas: 

- Masa constante (m) 
- Aceleración constante(a) 

Por eso, si la fuerza es F = ma (de acuerdo a la segunda ley de Newton), y siendo m constante y a constante entonces F tiene que ser constante
EJEMPLOS:
1) Si una persona saca de un pozo una cubeta de 20 kg y realiza un trabajo equivalente a 6.00 kJ, ¿Cuál es la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanece constante.
Solución:
Como la energía cinéticapermanece constante, el trabajo realizado es igual al cambio de energía potencial. Es decir, W = ∆U = mgh. Despejando la altura se obtiene h = W/mg = 6000/(20 x 9.81) = 30.6 m
2) Un bloque de 2.5 kg de masa es empujado 2.2 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida a 25° debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo efectuado por: (a) la fuerzaaplicada, (b) la fuerza normal ejercida por la mesa, (c) la fuerza de la gravedad, y (d) la fuerza neta sobre el bloque. 2.5 kg 25o F


Solución:
(a) Trabajo efectuado por la fuerza es WF = Fdcosθ = 16 x 2.2 cos25o = 31.9 N (b) Wn = Fdcosθ = 0, ya que el ángulo entre la fuerza normal y el desplazamiento es θ = 90o .
(c) Wg = 0, ya que el ángulo entre la fuerza de la gravedad y el desplazamiento es θ= 90o.
(d) la fuerza neta hace un trabajo igual a la suma de los trabajos efectuados por las fuerzas. Es decir, WT = WF + Wn + Wg = 31.9 N

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA VARIABLE
La palabra trabajo tiene diferentes significados en el lenguaje cotidiano, en física se le da un significado específico como el resultado de la acción que ejerce una fuerza para que un objeto se mueva en ciertadistancia. También se puede decir que el trabajo es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y el desplazamiento de este cuerpo en dirección de la fuerza aplicada. Mientras se realiza un trabajo sobre el cuerpo, se produce una transformación de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es “energía en movimiento”. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía. Unejemplo cotidiano de trabajo sería el levantar una caja desde el piso al borde de una mesa: se realiza una fuerza para vencer el peso de la caja y elevarla a una cierta altura para colocarla sobre la mesa. Dentro del trabajo nos encontramos es trabajo realizado por una fuerza variable ó el trabajo realizado por una fuerza constante. Nos referimos a una fuerza constante como aquella que no varía yel trabajo realizado por esta sería definida como el producto de una fuerza paralela al desplazamiento y la magnitud de este desplazamiento. Una forma de decirlo científicamente ó en formula sería:
T = Fd * cos Donde F es la fuerza aplicada que será constante, y D el desplazamiento de la partícula y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y el desplazamiento.
F = 30 Nw. En el caso de una...