Objetivo: - Procesar información sobre trabajo mecánico.
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TRABAJO MECÁNICO: El significado de la palabra trabajo utilizado en FÍSICA es distinto al utilizado en el lenguaje cotidiano.
El TRABAJO, en física, está siempre relacionado con una FUERZA y con un desplazamiento; esto es; una FUERZA aplicada a un cuerpo realiza TRABAJO cuando produce un DESPLAZAMIENTO.
Siendo la expresión matemática del trabajo mecánico: W = F. d . cos
Donde: W = Trabajo mecánico, F = Fuerza, d = desplazamiento
cos = Coseno del ángulo
Es, por lo tanto, IMPORTANTE tener en cuenta que, para que una fuerza efectúe un trabajo; es necesario que el cuerpo en cuestión se desplace; esto significa que, por el solo hecho de existir una fuerza no necesariamente se realiza un trabajo. Por ejemplo, un objeto en reposo apoyado en una mesa tiene dos fuerzas aplicadas: el peso y la fuerza de contacto que ejerce la mesa sobre él. Pero al no haber desplazamiento del cuerpo, ninguna de estas fuerzas hace trabajo.
En el uso corriente, es muy habitual asociar la palabra TRABAJO con el esfuerzo y el cansancio; el cual en el contexto de la física puede llevarnos a cometer errores.
¿Hace algún trabajo el levantador de pesas de la figura, mientras mantiene las pesas en alto? ¿Hace un esfuerzo, se cansa? Estas preguntas tienen respuestas distintas; veamos por qué:
- El levantador de pesas aplica (2) dos fuerzas, mediante sus manos, a las pesas. Pero al NO haber desplazamiento, estas fuerzas NO realizan trabajo.
- Por el contrario, el levantador de pesas siente que está realizando un gran esfuerzo y que al transcurrir el tiempo se cansará. ¿Esto a qué se debe? Esto se debe a que un músculo no puede sostener una carga de manera estática como lo haría un poste. Las fibras musculares deben tentarse y relajarse, contrayéndose y estirándose reiteradamente y con mucha rapidez. Este trabajo interno sobre el músculo requiere del aporte energético de los alimentos. Finalmente, la ENERGÍA se disipa en forma de CALOR muscular, por lo tanto, nada de esta energía pasa a las pesas como trabajo mecánico.
Obs: - Una fuerza perpendicular al desplazamiento (ángulo = 90°) NO realiza trabajo, es decir, ni entrega ni quita energía al cuerpo que afecta.
-El trabajo es una MAGNITUD escalar y derivada.
UNIDADES de MEDIDA de TRABAJO.
Fuerza Desplazamiento Trabajo
S.I N m ( J ) Joule
C.G.S. dyn cm (erg) Ergio
Técnico Kgf m (Kgm) Kilográmetro
RELACIONES entre las UNIDADES.
1 Joule ------ 10.000.000 ergio
1 Kgm ------ 9,8 Joule
1 Kgm ------ 98.000.000 ergio
Obs.: En la siguiente edición resolución de problemas sobre Trabajo.
EVALUACIÓN
EFECTÚO las siguientes conversiones:
1) 58 J a erg 4) 5.700 erg a Kgm
2) 455 Kgm a erg 5) 60.000 J a Kgm
3) 4.800 erg a J 6) 800 Kgm a erg