COLEGIO LATINOAMERICANO DEL EJÉRCITO DE NICARAGUA“COMANDANTE HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS”

LIC. DOUGLAS MARTÍNEZ LUNES, 30/08/2021

CLASE DE FÍSICA – DÉCIMO GRADO

TRABAJO PARA ELEVAR UN CUERPOCONTENIDO:

INDICADOR DE LOGRO:EXPLICA EL CONCEPTO DE TRABAJO Y SUS DIVERSAS FORMAS DEEXPRESIÓN EN FUNCIÓN DE LA FUERZA EJERCIDA Y LAS APLICA EN LARESOLUCIÓN DE PROBLEMAS.

El joule (J), que se pronuncia “yul”, se llama así en honor a James Prescott Joule (1818-1889), un científico inglés que investigó el trabajo y la energía.

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TRABAJO

INTRODUCCIÓN

Comúnmente pensamos en el trabajo como algo relacionado con hacer o lograralgo. Puesto que el trabajo nos cansa físicamente (y a veces mentalmente), hemosinventado máquinas y dispositivos para reducir el esfuerzo que realizamospersonalmente.

Usamos comúnmente la palabra trabajo de diversas maneras: vamos al trabajo,trabajamos en proyectos, trabajamos en nuestro escritorio o con computadoras,trabajamos en problemas. Sin embargo, en física trabajo tiene un significado muyespecífico. Mecánicamente, el trabajo implica fuerza y desplazamiento, y usamos lapalabra trabajo para describir cuantitativamente lo que se logra cuando una fuerzamueve un objeto cierta distancia. En el caso más sencillo de una fuerza constanteque actúa sobre un objeto, el trabajo se define como sigue:

DEFINICIÓN DE TRABAJO

El trabajo efectuado por una fuerza constante que actúa sobre un objeto esigual al producto de las magnitudes del desplazamiento y el componente de lafuerza paralelo a ese desplazamiento.

De manera que trabajo implica una fuerza que actúa sobre un objeto que se muevecierta distancia. Si no hay movimiento (no hay desplazamiento), no se efectúa trabajo. Para una fuerzaconstante F que actúa en la misma dirección que el desplazamiento d, el trabajo (W) se define como elproducto de sus magnitudes:

El trabajo es una magnitud escalar El trabajo implica fuerza y desplazamiento

𝑾 = 𝑭𝒅

TRABAJO EFECTUADO POR UNA FUERZA CONSTANTE

En general, lo único que efectúa trabajo es una fuerza, o componente de fuerza, paralela a lalínea de movimiento o desplazamiento del objeto. Es decir, si la fuerza actúa con un ángulo 𝜽con respecto al desplazamiento del objeto, 𝑭∥ = 𝑭 cos 𝜽 y

LA UNIDAD DE MEDIDA DEL TRABAJO

Las unidades del trabajo se pueden determinar mediante la ecuación

𝑾 = 𝑭𝒅. Con la fuerza en newtons y el desplazamiento en metros, el

trabajo tiene la unidad SI de newton-metro (𝑵 𝒎). Esta unidad recibe

el nombre de joule (𝑱):

𝟏 𝑵 𝒎 = 𝟏 𝑱

EL TRABAJO GRÁFICAMENTE

Podemos analizar el trabajo gráficamente. Suponga queuna fuerza constante 𝑭 en la dirección 𝒙 actúa sobre unobjeto mientras éste se mueve una distancia 𝒙 .Entonces, 𝑾 = 𝑭𝒙 y si graficamos 𝑭 contra 𝒙 ,obtendremos una gráfica de línea recta como la que semuestra en la sección lateral Aprender dibujando. Elárea bajo la línea es 𝑭𝒙, así que esta área es igual altrabajo efectuado por la fuerza sobre la distancia dada.Después consideraremos una fuerza no constante ovariable.

El trabajo puede ser negativo

Si la fuerza, o un componente de fuerza, actúa en la dirección opuesta aldesplazamiento, el trabajo es negativo, porque el término coseno esnegativo. Por ejemplo, con θ = 180 (fuerza opuesta al desplazamiento),cos 180 = 1, así que el trabajo es negativo: 𝑊 = 𝑭∥𝑑 𝐹 cos 180 𝑑 = −𝐹𝑑.Un ejemplo es una fuerza de frenado que desacelera un objeto.

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