Brian Fisica 330

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL VALLEJO FISICA 1 LAGUNA LUNA ROBERTO VERANO 2009 TRABAJO Y TRABAJO RESULTANTE FRAGOSO DURAN BRIAN ISRAEL 330B

TRABAJO Y TRABAJO RESULTANTE TRABAJO

• El trabajó en física tiene una connotación diferente a lo que cotidianamente entendemos. Para esta ciencia, la fatiga o el cansancio al realizar una actividad no quieren decir que se ha realizado algún trabajo. • En mecánica clásica, 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 coseno del ángulo que forman la una con el otro.[] El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra (del inglés Works) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios (J) en el Sistema Internacional de Unidades. • Matemáticamente lo expresamos en la forma:

Para que este tome como tal en el campo de la física, es necesario que existan dos factores: fuerza y desplazamiento. Fuerza: es la acción ejercida sobre un cuerpo para que cambie de posición. Desplazamiento: Es la distancia que se obtiene cuando un cuerpo cambia de posición por efecto de las fuerzas.  

Cuando se quiere arrastrar un bloque como el de la figura, se debe ir incrementando una fuerza hasta lograr hacerlo mover. Este esfuerzo es el que se conoce en Física como trabajo. No se realiza trabajo en un cuerpo si no hay cambio de energía pues esta se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Entonces: 



Para que se realice trabajo, es necesario que se cumplan tres condiciones: Debe haber una fuerza aplicada La fuerza debe actuar a lo largo de cierta distancia, llamada desplazamiento La fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento (W) es una cantidad escalar igual al producto de las magnitudes del desplazamiento y de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento.

TRABAJO RESULTANTE • Trabajo resultante es la suma algebraica de los trabajos de las fuerzas individuales que actúan sobre un cuerpo en movimiento. Si se consideran varias fuerzas que actúan sobre un cuerpo, hay que analizar cuáles de ellas producen trabajo positivo y cuáles negativo, teniendo en cuenta que será positivo cuando la componente de la fuerza tiene igual sentido que el desplazamiento y negativo cuando la componente de la fuerza se opone al desplazamiento. Si varias fuerzas actúan sobre un cuerpo en movimiento, el trabajo resultante (trabajo total) es la suma algebraica de los trabajos de las fuerzas individuales, que equivale al trabajo de la fuerza resultante.

• Es importante entonces distinguir entre el trabajo resultante o neto y el trabajo de una fuerza individual ya que cuando se habla del trabajo requerido para mover un bloque a través de una distancia, el trabajo hecho por la fuerza de tracción no es necesariamente el trabajo resultante. El trabajo puede ser hecho

• El trabajo resultante es simplemente el trabajo hecho por la fuerza resultante y si ésta es cero, el trabajo será igual a cero aunque haya fuerzas individuales que estén realizando trabajo positivo o negativo. La realización de un trabajo necesita la existencia de una fuerza resultante. 

•

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Para distinguir la diferencia entre trabajo positivo y negativo se sigue la convención de que el trabajo de una fuerza es positivo si el componente de la fuerza se encuentra en la misma dirección que el desplazamiento y negativo si una componente de la fuerza se opone al desplazamiento real.   Sistema Fuerza Desplazamiento Trabajo M.K.S.(S.I.) 1 Newton = Kg m/s² Metro (m) 1 jule= 1 newton metro =(Km m m/s²) 1 J =1Jg m²/s C.G.S 1 Dina =1 gr cm/s² Centímetro (cm) 1 erg = Dina cm =1gr cm cm/s² = gr cm²/s² Sistema técnico gravitacional Kilogramo-fuerza =1 utm m/s² Metro (m) Kilogramo-fuerza metro = Kgf m = 1utm m m/s² = 1utm m²/s² Sistema técnico ingles Libra (slug pie/s²) Pie

• W representa al trabajo. Se mide en joule (J) y en erg Fes la fuerza aplicada. Se mide en newton (N) y en dinas (di). S es el desplazamiento. Se mide en metros (m) y en centímetros (cm). es el angulo entre F y S. •

RESUMEN • • • • • • • • • • • • • • •

Información relevante El trabajo requiere de dos factores: fuerza y desplazamiento para que exista. Fuerza: es la acción ejercida sobre un cuerpo para que cambie de posición. Desplazamiento: Es la distancia que se obtiene cuando un cuerpo cambia de posición por efecto de las fuerzas. No se realiza trabajo en un cuerpo si no hay cambio de energía. Trabajo resultante es la suma algebraica de los trabajos de las fuerzas individuales que actúan sobre un cuerpo en movimiento. Formulas Trabajo (W) Fuerza aplicada (F) Desplazamiento (S) Angulo entre F y S () Parámetros W= F S cos    

PREGUNTAS • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1.- ¿Como se representa al trabajo en una sola letra? 2.- ¿Qué es lo que se necesita para que exista el trabajo? 3.- ¿Cuál es el cambio que se necesita para realizar un trabajo? 4.- ¿En que se mide el desplazamiento? 5.- ¿En el trabajo resultante deben existir…?   6.- Un cuerpo al descender realiza un trabajo: A) Negativo B) Cero C) Positivo D) Infinito 7.- El trabajo que se realiza sobre un cuerpo que sube por un plano (sin fricción) con el trabajo al levantarlo verticalmente a la misma altura es: A) Menor B) Mayor C) Igual D) Cero 8.- Al mover un cuerpo horizontalmente su peso efectúa un trabajo que es: A) El producto de su peso por la distancia recorrida B) Cero C) El producto de la fuerza de rozamiento por la distancia recorrida D) Uno 9.- El máximo trabajo realizado por una fuerza se obtiene cuando la fuerza y el desplazamiento: A) Son perpendiculares B) Forman un ángulo de 270 grados C) Son paralelas D) Hacen un ángulo de 60 grados 10.- Una fuerza es conservativa si el trabajo hecho por ella sobre un cuerpo siguiendo una trayectoria cerrada es: A) Positivo B) Cero C) Negativo D) Variable

Problemas •

• •

• • • •

• •

1.-Con una fuerza de 200 N se arrastra horizontalmente dos cajas de refrescos, una sobre la otra; para ello se usa una varilla que forma un ángulo de 42 con la horizontal. Si las cajas se mueven 4 m, calcular el trabajo realizado sobre las cajas.   2.- Un archivero es arrastrado 10 m con una cuerda que forma un ángulo con la horizontal, la tensión en la cuerda es de 10 N. Calcula el trabajo realizado cuando la fuerza y el desplazamiento: a) Son paralelos; b) Son perpendiculares; c) Tienen la misma dirección, pero sentidos contrarios; d) Forman un ángulo de 30 .   3.-Se jala horizontalmente una lámina de metal de 20 kg de masa, sobre el piso y con una fuerza de 250 N; si la placa se desliza 8m y el coeficiente de fricción es de 0.2, a) Sin fricción; b) Con fricción; c) Trabajo neto.   4.- Un cuerpo de 300 N de peso es arrastrado con una velocidad constante por el suelo horizontal, con el cual, el jalón forma un ángulo de 32al recorrer una distancia de 10m. Si el coeficiente de fricción es de 0.28 calcular el trabajo realizado por el cuerpo: a) Sin fricción; b) Con fricción; c) Trabajo neto.   5.-Calcular el trabajo realizado al subir una bolsa con 4kg de azúcar, desde la calle hasta un tercer piso de un edificio de 12.5 m de altura.