Fuerza Contantes

TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE

Partiendo del concepto de trabajo que definiste anteriormente, sabes

que el trabajo que realizas esta dado por la fuerza que ejercida y la

distancia que recorre el objeto al que le aplicas la fuerza. Supón que

deseas levantar un bloque de masa m, una determinada altura h, con una

cuerda y un motor (véase Fig. 1). Como se va a levantar el bloque con

una velocidad constante, la aceleración va a ser igual a cero, y según la

segunda ley de Newton, la fuerza neta que actúa sobre él también es

cero. Pero entonces la fuerza ascendente , ejercida por la cuerda

deberá ser igual a la fuerza descendente , debido a la gravedad.

Tomemos ahora otro ejemplo, en el que moverás el mismo bloque de

masa m la misma altura h, pero ahora empleando un plano inclinado

(véase Fig. 2). Estamos de acuerdo que la fuerza que vas a aplicar estará

paralela al plano inclinado, y que el bloque lo moverás una distancia L.

Haciendo un diagrama de fuerzas vas a encontrar que la fuerza

paralela al plano, será igual a la componente del peso .

h

Figura 1 Entonces puedes definir al trabajo efectuado

por una fuerza constante que mueve un cuerpo

por un desplazamiento en dirección de la fuerza.

Entonces el trabajo es el producto de la magnitud

de la fuerza y el desplazamiento.

De esta definición puedes ya conjeturar que la

fuerza del trabajo realizado por el motor de la

figura 1 es , y por estar esta fuerza en

dirección del movimiento, el trabajo es positivo, y

esta dado por . En la figura 2, la fuerza necesaria para mover el bloque una distancia es

, entonces el trabajo es con .

En los casos de las figuras 1 y 2, las fuerzas han

sido aplicadas paralelas al desplazamiento del

objeto. Ahora supón que la fuerza que se aplica

no es paralela al desplazamiento como se

ilustra en la figura 3. En este caso en particular

estudiarás al objeto en una superficie sin

inclinación, después pasarás al de un plano

inclinado, en el que la fuerza no es paralela al

desplazamiento. ¡Bien!, ¡Pon atención!, como

ves, en la figura 3 la fuerza no esta aplicada de

manera paralela al desplazamiento del objeto, sino que tiene un ángulo de inclinación sobre la horizontal.

Lo que tienes que hacer es encontrar la fuerza de tal manera que se encuentre paralela al desplazamiento,

que en este caso sería , y por tanto el trabajo se puede escribir como .

Para el caso del trabajo realizado por una fuerza que no

es paralela al desplazamiento y que actúa sobre un plano

inclinado como se muestra en la figura 4,

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