FÍSICA: Energía mecánica y trabajo: Trabajo y transferencia de energía - 2ª parte
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Física

ENERGÍA MECÁNICA Y TRABAJO

Trabajo y transferencia de energía - 2ª parte


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Aplicación del concepto de trabajo

a aplicación de la expresión matemática del trabajo como producto de la fuerza útil por el desplazamiento requiere en cada caso práctico un análisis previo de la situación. En términos generales pueden distinguirse a este respecto tres tipos de circunstancias:

a) El trabajo se realiza en contra de las fuerzas de rozamiento, pero el cuerpo ni se acelera ni cambia de altura. En tal caso la expresión del trabajo es:

b) El trabajo se realiza únicamente para vencer la inercia del cuerpo y acelerarlo sin rozamiento, entonces

c) El trabajo se realiza para aumentar la altura del cuerpo. Se trata en este caso de un trabajo de las fuerzas del peso y entonces tomará la forma:

Así, por ejemplo, si se trata de calcular el trabajo que se realiza al empujar un cuerpo de 60 kg a lo largo de una distancia de 6,0 m, venciendo una fuerza de rozamiento de 220 N, la situación es la descrita en el caso a):

Si además el cuerpo ha de pasar del reposo a una velocidad de 4,0 m/s, será necesario tomar en consideración la situación descrita en el caso b):

pues vo = 0, ya que el cuerpo parte del reposo.

Y el trabajo total será la suma del de rozamiento más el de inercia:

WT = Wroz + Wi = 1 320 + 480 = 1 800 J

Si junto con las condiciones anteriores el movimiento ha de realizarse por un plano inclinado 30
respecto de la horizontal, la diferencia de altura entre la posición inicial y la final será:

h = h2 - h1 = s · sen 30 = 6,0 · sen 30 = 3,0 m

y habrá de considerarse, además, la situación descrita para el caso c):

Wp = m g h = 60 · 9,8 · 3,0 = 1 764 J

con lo que el trabajo total será en este caso:

WT = Wroz + Wi + Wp = 1 800 + 1 764 = 3 564 J

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