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Trabajo y potencia. M.Ed. Cecilia Fernández F. El trabajo lo realiza una o más fuerzas sobre un cuerpo. ¿Cómo se calcula el trabajo?.
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Trabajo y potencia M.Ed. Cecilia Fernández F.
¿Cómo se calcula el trabajo? • El trabajo que la fuerza hace sobre el cuerpo, se calcula como el productoescalar (o también llamado producto punto) de los vectores F (fuerza) y d (desplazamiento) W = F · d
¿Cómo se calcula el trabajo? • Este producto escalar se calcula como la magnitud de la fuerza, multiplicada por la magnitud del desplazamiento y por el coseno del ángulo , de manera que la ecuación (1), queda: W = F (cos ) d F es la magnitud de la fuerza que actúa sobre el cuerpo. d es la magnitud del desplazamiento es el ángulo que existe entre la fuerza F y el desplazamiento d
Unidades del trabajo en el SI. • La fuerza se mide en Newtons (N) y el desplazamiento en metros (m). • Si una fuerza de 1 N, es capaz de desplazar a un cuerpo 1 m, entonces el trabajo realizado sobre el cuerpo es de 1 julio. • 1 julio = 1 Newton · 1 metro 1 J = 1N · 1 m J = N·m
Trabajo Positivo (T > 0 ) • Cuando el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento es mayor que cero, pero menor que 90º. 0º < < 90º. F θ d • El trabajo es máximo, cuando la fuerza y el desplazamiento son paralelos y con la misma dirección. = 0º.
Trabajo Positivo (T > 0 ) • Cuando un objeto que se mueve en una superficie recta y plana, aumenta su velocidad, por la acción de una fuerza.
Trabajo nulo (T = 0) • Cuando no hay desplazamiento.
Trabajo nulo (T = 0) • Cuando la fuerza es perpendicular al desplazamiento, = 90º. • Cuando un cuerpo viaja en una superficie horizontal y plana con velocidad constante, porque la fuerza resultante sobre el cuerpo es cero.
TrabajoNegativo (T < 0) • Cuando la fuerza se opone al desplazamiento porque = 180º. Ejemplo: la fuerza de rozamiento. • Cuando un objeto se mueve hacia arriba, en contra del campo gravitacional. • Cuando un objeto que se mueve en una superficie recta y plana, disminuye su velocidad.
Cuando actúan varias fuerzas sobre un cuerpo • El trabajo total es la suma de los trabajos realizados por cada fuerza que actúa sobre el cuerpo. • W = W1 + W2 + W3 + W4
Potencia Es la rapidez con que se realiza un trabajo. ( P ) Cantidad escalar. Potencia = Trabajo = W Tiempo t
Potencia. Unidades Watt o Vatio (W) 1Watt o vatio, es la potencia que tiene un cuerpo y que requiere para funcionar un trabajo de 1 Julio cada segundo que pasa.
Teorema del Trabajo y la energía • Considere un cuerpo de masa m, que viaja en una superficie horizontal plana con una velocidad inicial vi; en ese momento se le aplica una fuerza F en dirección del movimiento y el cuerpo adquiere una velocidad final vf, y también ha recorrido un desplazamiento; por lo tanto se realizó un trabajo sobre el cuerpo.
Teorema del Trabajo y la energía • Si W = F d cos ϑ y la dirección de la fuerza y el desplazamiento es la misma, ϑ = 0, por lo tanto • W = F d. • Si hay una fuerza resultante de cero, sobre el cuerpo, hay una aceleración, y • W = m a d
Teorema del Trabajo y la energía • La magnitud del desplazamiento en términos de la aceleración y de las velocidades del cuerpo se puede escribir de la siguiente forma:
