TRABAJO Y ENERGA TRABAJO Es una magnitud fsica

TRABAJO Y ENERGÍA

TRABAJO Es una magnitud física escalar que expresa físicamente la transmisión del movimiento, que una fuerza le provoca a un cuerpo, cuando ha vencido su resistencia a lo largo de una trayectoria. Cuando la fuerza es constante, el trabajo se determina como la componente de la fuerza en dirección del desplazamiento por distancia recorrida.

CONSIDERACIONES: Para que se realice trabajo es indispensable que exista movimiento. Únicamente pueden realizar trabajo aquellas fuerzas o sus componentes de igual dirección que el movimiento; mientras que las fuerza perpendiculares no realizan ningún trabajo (normal, fuerza centrípeta, etc. ) Aquellas fuerzas que tienen igual sentido que el movimiento realizan trabajo positivo mientras que las fuerzas de sentido contrario al movimiento realizan trabajo negativo. Si se desea hallar el trabajo neto o trabajo total, esto se va a determinar como la suma algebraica de los trabajos de cada uno de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, en todo caso se hallara la fuerza resultante y se multiplicara por la distancia experimentada.

En toda grafica, fuerza y desplazamiento el área de la grafica resulta ser el trabajo realizado por la fuerza. F sen α F α d W = joule (J) F = newtons (N) D = metros (m) Fcosα W = F cosα

Casos I. W = F. d F d α=0 W = F d cos 00

II. α = 90° W = F cos 90° xd W=0 d III. α = 180° F W = F cos 180° x d d W = -F x d

F Area = F x d W=A d(m) W=Fxd d F(N) mg W = A = mg. H/2 d(m) 0 H • Unidades de trabajo: SI : N x M = joule (J) MKS tec : kg x m = kgm CGS abs : dinas x cm = ergio (erg)

POTENCIA Es una cantidad física escalar que nos expresa la rapidez en realizar un trabajo. P= Nota: P = ; watts (W) = J/s P=Fxv otras magnitudes de potencia: 1 C. V. = 735 W 1 H. P. = 746 W KWH = 3. 6 x 10 J M. R. U.

Eficiencia o rendimiento de una maquina: es la relación entre la potencia útil y la potencia total suministrada a una maquina o cisterna (pot. De la maquina) Pot. entregada Maquina Pot. útil Pot. Perdida PE = PU. PP m = PU /PE x 100%

ENERGIA Es la capacidad que tiene un cuerpo solido, liquido o gaseoso para realizar un trabajo. La energía es una magnitud escalar y tiene las mismas unidades de trabajo mecánico. Tipos de energía 1. ENERGIA CINETICA Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a su movimiento, su velocidad se determina multiplicando la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad. Ec = ½ m. v 2

2. Energía potencial Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a la posición, a su altura con respecto a un plano horizontal de referencia, se determina multiplicando el peso del cuerpo por su altura respectiva. EP = Peso x h EP = mgxh m. g Nivel de referencia

3. Energía potencial elástica Es la energía que almacena un resorte cada vez que se haya deformado (estirado o comprimido), se determina por la siguiente relación: Fd x EPE = ½ KX 2

4. Energía Mecánica Es la suma de la energía cinética y potencial que posee un cuerpo en un determinado punto del espacio. y h α E = EC + EP

Relación entre trabajo y energía El trabajo realizado por la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula, es igual a la variación de la Ec de la partícula. VF VF FR FR d

W = FR x d …. (1) FR = m x a … (2) d = Vf 2 - Vi 2/ 2 a …(3) (2) y (3) en (1) W = m x a (Vf 2 - Vi 2/ 2 a ) W = ECF - ECC W = m (½ Vf 2 - ½ Vi 2 ) W = ½ m V f 2 – ½ m V i 2 W = ΔEC

Principio de la conservación de la energía de un cuerpo: “La energía de un cuerpo no se crea ni se destruye; solo se transforma” (Mayor-Joule) Teorema del trabajo y energía Aplicando el principio de conservación de energía a la mecánica se puede afirmar que el trabajo realizado sobre un cuerpo se transforma en variaciones de energía cinética y potencial mas el trabajo realizado en contra del rozamiento. W = ΔEC + Δ ECP + WF

Nota Cuando no hay trabajo exterior (W = 0) y no se toma el rozamiento (WF = 0) las variaciones de energía y potencial es igual a cero o también se enuncia como el teorema de las fuerzas vivas diciendo que la suma de EC y EP es constante en cualquier punto de su trayectoria.

De donde: ΔEC + Δ ECP = 0 EC - ECP + EPF + EPi = 0 - ECi - EPi = - ECi - EPF Como: EMA = EMB E C A + E PA = E C B + E PB A B HA HB P. R.