TRABAJO MECÁNICO

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TRABAJO MECÁNICO

El trabajo mecánico se define como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo por la distancia que recorre el mismo. 

La persona empuja la mesa aplicando una fuerza F, logrando desplazarla una distancia d.

La fórmula que te permite calcular el trabajo mecánico efectuado al desplazar un cuerpo es: 

 T = F . d

Donde:

T= trabajo mecánico medido en Joules J.

F = fuerza medida en Newton   N.

d = distancia medida en metros  M.

el trabajo mecánico puede ser:

• positivo,
• nulo,
• negativo.

 

Trabajo Mecánico Positivo

Se realiza un trabajo mecánico positivo cuando la fuerza aplicada coincide en dirección y sentido con el desplazamiento del cuerpo al cual se le aplica la fuerza.

 

La dirección y sentido en que se aplica la fuerza, coincide con la dirección y sentido del desplazamiento de la mesa. La persona realiza un trabajo mecánico positivo.

 Por ejemplo:

Calcula el trabajo realizado por una persona para desplazar una silla  a una distancia de 2 m,  aplicando una fuerza de 50 N.  

Lees el problema y extraes datos e incógnita:

d = 2 m.

F = 50 N.

T = ?.

Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos:

T  =  F . d

Reemplazas los datos en la fórmula: 

T = 50 N . 2 m.

Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:

T = 100 J.

El trabajo mecánico que realiza  la persona es de 100 J.

Trabajo Mecánico Nulo

No se realiza trabajo mecánico cuando la dirección de la fuerza aplicada es perpendicular a la dirección en que ocurre el movimiento del cuerpo. (Esto quiere decir que si la fuerza aplica es hacia arriba y el desplazamiento de forma horizontal no hay trabajo mecánico)

  

La dirección vertical  en que se aplica la fuerza  es perpendicular  con la dirección horizontal del desplazamiento de la bandeja. La persona realiza un trabajo mecánico nulo.

EJEMPLO, cuando elevas una silla a una cierta altura y te mueves hacia adelante, la fuerza la realizas en dirección vertical y el movimiento es en dirección horizontal. Por lo tanto se considera que no has realizado trabajo mecánico.

Es decir    T = 0 J 

Tampoco se realiza trabajo mecánico si se aplica una fuerza a un cuerpo y este no se desplaza.

Por ejemplo:

Cuando aplicas fuerza de 1500 N a una pared y esta no se desplaza. Calcula que cantidad de trabajo mecánico realizaste.

Lees el problema y extraes datos e incógnita:

d = 0 m.

F = 1500 N.

T = ?.

Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos:

T  =  F . d.

Reemplazas los datos en la fórmula:

T = 1500 N . 0 m. 

Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:

T = 0 J.

El trabajo mecánico que realizas es de 0 J.

Trabajo Mecánico Negativo

Cuando la fuerza aplicada al cuerpo actúa en forma contraria al movimiento del mismo se considera que se realiza un trabajo mecánico negativo. (Esto quiere decir que si tratas de detener algo que va en movimiento como en este caso el perro se realiza un trabajo mecánico negativo)

  

  Tanto la fuerza como el desplazamiento se realizan en dirección horizontal, pero en sentido contrario. La persona realiza un trabajo mecánico negativo.

 Por ejemplo:

Calcula el trabajo realizado por una persona para tratar de detener un auto que cae por una pendiente una distancia de 5 m,  aplicando una fuerza de 70 N.  

Lees el problema y extraes datos e incógnita:

d = 5 m.

F = 70 N.

T = ?.

Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos.

T  =  F . d.

Reemplazas los datos en la fórmula: 

T = 70 N . 5 m. 

Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:

T = 350 J.

Se debe tener en cuenta que la fuerza aplicada al cuerpo actúa en forma contraria a su movimiento.

Por lo tanto se realiza un trabajo mecánico negativo:

T = - 350 J

La persona realizó un trabajo mecánico de -350 J para tratar de detener al auto.

EJERCICIOS A RESOLVER

•     Si aplicas una fuerza de 1.800 N para desplazar una roca una distancia de 8 m. Calcula cuanto trabajo mecánico realizaste.

•     Se aplican 300 N para desplazar 35 m un camión. ¿Cuánto trabajo mecánico se realizó?

•     Un auto se desplaza 65 m debido a que su motor aplica 60.000 N.  ¿Cuánto trabajo mecánico realizó el motor?

•     Aplicas una fuerza de 15000 N para desplazar una roca y no lo logras. Calcula cuánto trabajo mecánico realizaste. 

•    Aplicas una fuerza de 7000 N en forma contraria al movimiento de una roca que se desplaza 4 m para tratar de detenerla. Calcula cuánto trabajo mecánico realizaste. 

•    Tiras con una fuerza vertical hacia arriba de un auto a batería que se desplaza 5 m en forma horizontal hacia adelante.  ¿Cuánto trabajo mecánico realizas? 

•    Empujas con una fuerza de 950 N para desplazar una caja hacia adelante una distancia de 13 m. Calcula cuánto trabajo mecánico realizaste.




REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

- https://www.youtube.com/watch?v=RtnRvugF0U4&feature=youtu.be
- http://contenidosdigitales.ulp.edu.ar/exe/fisica/trabajo_mecnico.html
- www.pixton.com
- http://www.readwritethink.org/files/resources/interactives/timeline_2/