Física

Trabajo


En física, el término trabajo se usa cuando hablamos del trabajo realizado por una fuerza, es decir, trabajo mecánico. Una fuerza aplicada a un cuerpo hace un trabajo cuando produce un desplazamiento en el cuerpo.

Usamos la letra griega minúscula tau () para expresar el trabajo.

La unidad de trabajo en el IS es Joule (J)

Cuando una fuerza tiene la misma dirección de movimiento, el trabajo realizado es positivo: >0;

Cuando una fuerza tiene una dirección opuesta al movimiento, el trabajo realizado es negativo: <0.

El trabajo resultante se obtiene sumando el trabajo de cada fuerza aplicada al cuerpo, o calculando la fuerza resultante en el cuerpo.

Fuerza paralela al desplazamiento

Cuando la fuerza es paralela al desplazamiento, es decir, el vector de desplazamiento y la fuerza no se angulan entre sí, calculamos el trabajo:

Ejemplo:

¿Qué trabajo realiza una fuerza aplicada a una masa corporal de 5 kg que causa una aceleración de 1,5 m / s² y viaja a una distancia de 100 m?

Fuerza no paralela al desplazamiento

Siempre que la fuerza no sea paralela al desplazamiento, debemos descomponer el vector en sus componentes paralelos y perpendiculares:

Considerando que el componente perpendicular de la Fuerza y El componente paralelo de la fuerza.

O sea:

Cuando los muebles se mueven horizontalmente, solo las fuerzas paralelas al movimiento producen trabajo. Logotipo:

Ejemplo:

Se aplica una fuerza de intensidad 30N a un bloque que forma un ángulo de 60 ° con el vector de desplazamiento, que tiene un valor absoluto de 3 m. ¿Cuál es el trabajo realizado por esta fuerza?

Siempre podemos considerar este caso, donde aparece el coseno del ángulo, ya que cuando la fuerza es paralela al desplazamiento, su ángulo es 0 ° y cos0 ° = 1, esto puede ayudar a entender por qué cuando la fuerza es contraria al desplazamiento, el trabajo es negativo ya que:

El coseno de un ángulo entre 90 ° y 180 ° es negativo, con cos180 ° = -1.

Trabajo de una fuerza variable

Para calcular el trabajo de una fuerza variable, debemos emplear técnicas de integración, que es una técnica matemática estudiada en el nivel superior, pero para simplificar este cálculo, podemos calcular este trabajo calculando el área bajo la curva en el diagrama.

Calcular el área debajo de la curva es una técnica válida para fuerzas que no varían también.

Fuerza de trabajo Peso

Para calcular el trabajo de la fuerza de peso, debemos considerar la trayectoria como la altura entre el cuerpo y el punto de origen, y la fuerza a emplear, la fuerza de peso.

Entonces



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