Con este objeto de aprendizaje se establecerá la relación existente entre trabajo y energía así como la expresión matemática que lo demuestra.
Trabajo y energía
Introducción
I. Trabajo y energía Definición: El trabajo es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo, y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. Cuando se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia 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. Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo, se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad, dirigida hacia abajo; la energía comunicada al cuerpo por este trabajo aumenta su energía potencial. También se realiza trabajo cuando una fuerza aumenta la velocidad de un cuerpo, como ocurre por ejemplo en la aceleración de un avión por el empuje de sus reactores. La fuerza puede no ser mecánica, puede ser una fuerza electrostática, electrodinámica o de tensión superficial. Por otra parte, si una fuerza constante no produce movimiento, no se realiza trabajo. Por ejemplo, el sostener un libro con el brazo extendido no implica trabajo alguno sobre el libro, independientemente del esfuerzo necesario. |
La unidad de trabajo en el Sistema Internacional de Unidades es el Joule, que se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton a lo largo de un metro.
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Reflexiona en lo siguiente:
¿Cuándo realizamos más trabajo, cuando subimos por una escalera o cuando subimos por una rampa?
Cuando un niño jala un carrito con una cuerda, como se ve en la figura, toda la fuerza que aplica, ¿efectúa trabajo?
Como podemos apreciar con estas preguntas ¡vivimos el concepto de trabajo! En esta unidad estudiaremos el trabajo y como se relaciona este con la energía, para después utilizar estos conceptos en la solución de problemas prácticos.
En estos apuntes utilizaremos la siguiente nomenclatura:
Es el trabajo realizado por la fuerza de la posición 1 a la posición 2
Las unidades del trabajo son:
En sistema internacional N m = Joules
En sistema ingles Lb pie
Energía cinética en la posición 2
Energía cinética en la posición 1
Fuerza aplicada
II. Actividades complementarias
Explora y apende:
En el siguiente hipervínculo se encuentra la exposición del tema:
En el siguiente hipervínculo se encuentra una actividad sobre producto escalar.
En el siguiente hipervínculo encontrarás un ejemplo resuelto y un problema propuesto.
