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Trabajo y energia

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Fisica I :) Bachillerato

Trabajo y energia

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TRABAJO Y ENERGÍA
Trabajo Mecánico
 ¿Qué es Trabajo Mecánico?
 ¿Cuándo se realiza Trabajo?
Entendemos por trabajar a
cualquier acción que supone
algún esfuerzo
En física el concepto de trabajo
se aplica exclusivamente a
aquellas acciones cuyo efecto
inmediato es un movimiento
Trabajo Mecánico
 Forma en que se transforma energía de un
cuerpo a otro.
 Una fuerza realiza un trabajo sobre un cuerpo
sólo si produce variaciones en el desplazamiento
de éste.
W = F * d
W= trabajo (J)
F= Fuerza (F)
d= distancia (m)
x = Cambio en la posición de x
Unidades
El Julio o Joule es la unidad en el SI
para energía y trabajo
“El trabajo necesario por la fuerza de 1
Newton para realizar un desplazamiento
de 1 metro”
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Trabajo y energia

  • 2. Trabajo Mecánico  ¿Qué es Trabajo Mecánico?  ¿Cuándo se realiza Trabajo?
  • 3. Entendemos por trabajar a cualquier acción que supone algún esfuerzo En física el concepto de trabajo se aplica exclusivamente a aquellas acciones cuyo efecto inmediato es un movimiento
  • 4. Trabajo Mecánico  Forma en que se transforma energía de un cuerpo a otro.  Una fuerza realiza un trabajo sobre un cuerpo sólo si produce variaciones en el desplazamiento de éste.
  • 5. W = F * d W= trabajo (J) F= Fuerza (F) d= distancia (m) x = Cambio en la posición de x
  • 6. Unidades El Julio o Joule es la unidad en el SI para energía y trabajo “El trabajo necesario por la fuerza de 1 Newton para realizar un desplazamiento de 1 metro” Toma su nombre en honor al físico James Prescott Joule
  • 7. Casos de manifestación de trabajo xFW  1) La fuerza actúa de manera horizontal y en el mismo sentido del movimiento del cuerpo.
  • 8.  Trabajo positivo  Si la fuerza o alguna de sus componentes favorece el movimiento de un cuerpo, entonces el trabajo realizado por dicha fuerza es positivo.
  • 9.  Trabajo negativo  Si la fuerza o alguna de sus componentes actúa en contra del movimiento de un cuerpo, entonces, el trabajo que realiza dicha fuerza es negativo. NOTA: Una de las fuerzas que siempre se opone al deslizamiento de un cuerpo es la fuerza de roce. NFR  
  • 10. 2) La fuerza actúa con una inclinación (Cos ɵ) en relación con el movimiento del cuerpo xFW  )cos(  Casos de manifestación de trabajo
  • 11. Casos de manifestación de trabajo 3) Trabajo igual a cero  Si la fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 90°, el trabajo realizado por esa fuerza es nulo.
  • 12. 4) Cuando la dirección de la fuerza y la distancia son ambas verticales hacia arriba. Casos de manifestación de trabajo m d F AN FF 
  • 13. Trabajo contra fricción  Recordando Fricción es la fuerza que se opone al movimiento FF = μ FN
  • 14. Ejercicio 11.1  Un hombre desliza un cuerpo horizontalmente sobre una superficie aplicando una F=30N y lo desplaza 60cm a) Cuál es el valor del trabajo? b) ¿Cuál sería el valor del trabajo si la fuerza tuviera una inclinación ɵ=30° con respecto a la horizontal? Ejercicio 11.2  ¿Cuánto trabajo se requiere para levantar una masa de 25kg a una distancia de 6.4m?
  • 15. Ejercicio 11.3  Para trasladar una caja de 20 kg de masa, en una trayectoria rectilínea y horizontal de 4 [m], una persona aplica una fuerza de 200 [N] sobre ella, formando un ánulo de 35° con una horizontal. Si se considera que el coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es µ = 0,25. ¿Cuál será el trabajo total realizado sobre la caja?
  • 16. Potencia Es la rapidez con la cual se realiza un trabajo mecánico t W P  t dF t dF P ))(cos(*  
  • 17. Las unidades de potencia son  Watt (W)  Kilowatt (kW)  Caballo de vapor (CV)  Caballo de Fuerza (HP) Sus equivalencias son 1 Joule/segundo (J/s) = 1 watt 1 kW = 1000 W = 1.33CV 1 CV = 75 kgm/s = 4500 kgm/min = 736 W 1 HP =76 kgm/s Se usa muy a menudo como unidad de trabajo el Kilowatt por hora (Kw.h) que se define como el trabajo hecho por una maquina de 1 Kw de potencia durante una hora
  • 19. Ejercicio 11.4  Un trabajador con una velocidad constante eleva un objeto de 20kg de masa, con ayuda de una cuerda a 90° a una altura de 3m. En hacer esto se toma un tiempo de 10segundos. Calcular  A) Cual es el valor de la fuerza FA que el trabajador debe ejercer para que el cuerpo suba con velocidad constante. Considere g = 10m/s2  B) Cuál es el trabajo mecánico que el trabajador realiza e esta operación  C) Cuál es la potencia que desarrolla el trabajador
  • 20. Ejercicio 11.5  Qué carga puede levantar un montacargas de 20CV a una velocidad constante de50m/min sin exceder su rendimiento?  Un ascensor ha subido 10 pasajeros, cada uno con una masa de 80kg y los eleva una altura de 300m en un tiempo de 3min ¿Cuál es la potencia del motor que lo mueve? Ejercicio 11.6
  • 21. Energía En mecánica se puede decir que la energía representa la capacidad para producir un trabajo
  • 22. Energía Cinética La energía que un cuerpo posee debido a su movimiento 2 2 mv Ec  dFEc *
  • 23. Ejercicio 11.7 Un recolector de basura empuja un bote de 43kg con una fuerza horizontal de 6.2N. Si parte del reposo hasta alcanzar una velocidad de 1.7m/s, determina: a. Su energía cinética inicial. b. Su energía cinética final. c. El trabajo que el recolector realiza sobre el bote. d. El desplazamiento que se produce.