Energia Y Trabajo

EXPOSICIÓN FÍSICA

DEFINICION DE TRABAJO: En física, se entiende por trabajo a la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a un cuerpo para moverlo. Pero hay que tener en cuenta también, que la dirección de la fuerza puede o no coincidir con la dirección sobre la que se está moviendo el cuerpo. En caso de no coincidir, hay que tener en cuenta el ángulo que separa estas dos direcciones.

T = F. d. Cosα

Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por el coseno del ángulo que existe entre la dirección de la fuerza y la dirección que recorre el punto o el objeto que se mueve.

Sabemos que en Física se usan muchas unidades dependiendo de los sistemas utilizados. La magnitud Trabajo no es la excepción. Cuando la fuerza se mide en Newton (Sistema MKS) o Internacional, y la distancia en metros, el trabajo es medido en Joule (J). Otra unidad es el Kilogrametro (Kgm) que surge de medir la fuerza en Kgs f (Kilogramos fuerza) y distancia en metros. Otro mucho menos usado es el Ergio usado cuando se mide la distancia en centímetros y la fuerza en gramos fuerza.

Veamos un ejemplo:

Una fuerza de 20 Newton se aplica a un cuerpo que está apoyado sobre una superficie horizontal y lo mueve 2 metros. El ángulo de la fuerza es de 0 grado con respecto a la horizontal. Calcular el trabajo realizado por dicha fuerza.

T = F. d. Cosα

T = 20 N. 2 Mts. Cos0

T = 40 NM. = 40 J (Joule).

Cuando la distancia se mide en metros y la fuerza en Newton, el trabajo se mide en joule.

Ahora supongamos que en el mismo problema usamos un ángulo distinto de 0.

Por ejemplo 30 grados.

Cuando la distancia se mide en metros y la fuerza en Newton, el trabajo se mide en joule.

Ahora supongamos que en el mismo problema usamos un ángulo distinto de 0.

Por ejemplo 30 grados.

T = 20 N. 2 Mts. Cos30

T = 20 N. 2 Mts. 0.891

T = 35.64 J.

Se puede ver que el valor varía. Y si usáramos 90 grados el trabajo se anularía por completo ya que el coseno de 90 es igual a cero.

Unidades de trabajo

Sistema Internacional de Unidades

Artículo principal: Sistema Internacional de Unidades

• Julio o joule, unidad de trabajo en el SI

• Kilojulio: 1 kJ = 103 J

Sistema Técnico de Unidades

Artículo principal: Sistema Técnico de Unidades

• kilográmetro o kilopondímetro (kgm) = 1 kilogramo-fuerza x 1 metro = 9,80665 J

Sistema Cegesimal de Unidades

Artículo principal: Sistema Cegesimal de Unidades

• Ergio: 1 erg = 10-7 J

Sistema anglosajón de unidades

Artículo principal: Sistema anglosajón de unidades

• Termia inglesa (th), 105 BTU

• BTU, unidad básica de trabajo de este sistema

Sistema técnico inglés

• Pie-libra fuerza (foot-pound) (ft-lb)

Otras unidades

• kilovatio-hora

• Caloría termoquímica (calTQ)

• Termia EEC.

• Atmósfera-litro (atm•L)

• D) Expresión matemática de trabajo .(W)

• a) Trabajo como un producto escalar

El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia

• T=Fd

• b) Expresión matemática de trabajo (W), cuando la fuerza tiene la misma dirección

T= F cos O d o bien T=Fdcos O

Dónde:

T: trabajo realizado en Nm=Joule=J

Fcos = componente de la fuerza en la dirección de movimiento en Newton (N)

d= desplazamiento en metros (m)

• c)

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