BORRADOR TRABAJO CONSERVACION DE LA ENERGIA

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sobre el sistema es el producto de la magnitud F de la fuerza, la magnitud ∆ r

del desplazamiento del punto de aplicacion de la fuerza y cos Ɵ , donde Ɵ es el angulo

entre los vectores fuerza y desplazamiento.

W = F ∆ r cos Ɵ

Como ejemplo de la distinción entre la definición de trabajo y la comprensión cotidiana de la palabra, considere sostener una pesada silla con los brazos extendidos durante 3minutos. Al final de este intervalo de tiempo, sus cansados brazos pueden hacerle creer que realizo una cantidad considerable de trabajo sobre la silla. Sin embargo, de acuerdo con la definición, sobre ella no ha realizado ningun trabajo. Usted ejerce una fuerza para sostener la silla, pero no la mueve. Una fuerza no realiza trabajo sobre un objeto si la fuerza no se mueve a través de un desplazamiento. Esto es, si Ɵ =90°, por lo tanto W = 0 porque.

cos 90° = 0.

Por ejemplo, en la figura 7.3, el trabajo invertido por la fuerza normal sobre el objeto y el trabajo invertido por la fuerza gravitacional sobre el objeto son ambos cero porque ambas fuerzas son perpendiculares al desplazamiento y tienen componentes cero a lo largo de un eje en la direccion de delta r (vector).

El signo del trabajo tambien depende de la direccion de f (vector) en relacion con c El trabajo invertido por la fuerza aplicada sobre un sistema es positivo cuando la proyección de f (vector) sobre delta r(vector) esta en la misma direccion que el desplazamiento. Por ejemplo, cuando un objeto se levanta, el trabajo invertido por la fuerza aplicada sobre el objeto es positivo ,porque la dirección de dicha fuerza es hacia arriba, en la misma direccion que el desplazamiento de su punto de aplicación. Cuando la proyección de f (vector) sobre esta en la direccionopuesta al desplazamiento, W es negativo. Por ejemplo, conforme se levanta un objeto, el trabajo invertido por la fuerza gravitacional sobre el objeto es negativo. El factor cos Ɵ en la definición de W (ecuación 7.1) automáticamente toma en cuenta el signo. Si una fuerza aplicada F S esta en la misma direccion que el desplazamiento ∆ r, por lo

Tanto Ɵ = 0 y cos 0 = 1.

W = F ∆r

Las unidades de trabajo son las de fuerza multiplicada por longitud. En consecuencia, launidad del SI de trabajo es el newton·metro ( N.m = kg.m2 /s2). Esta combinación de unidades se usa con tanta frecuencia que se le ha dado un nombre propio,

joule ( J ). “(Serway, 2005, p.165)

Según (Tilper P. 2010) Si la fuerza es constante, en una sola dimensión el trabajo realizado es igual a la fuerza multiplicada por la distancia

Cuando un sistema realiza trabajo sobre otro, se transfiere energía entre los dos sistemas por ejemplo: al empujar un columpio se realiza un trabajo y la energía química de nuestro cuerpo se transfiere al columpio y aparece en forma de energía cinética del movimiento o energía potencial gravitatoria del sistema Tierra-Columpio”

Una consideracion importante para un enfoque de sistema a los problemas es que el trabajo es una transferencia de energía. Si W es el trabajo realizado sobre un sistema y W es positivo, la energia se transfiere al sistema; si W es negativo, la energia se transfiere desde el sistema. Por lo tanto, si un sistema interactua con su entorno, esta interaccion se describe como una transferencia de energia a traves de las fronteras del sistema. El resultado es un cambio en la energia almacenada en el sistema. En la seccion 7.5 se aprenderá acerca del primer tipo de almacenamiento de energia, despues de investigar mas aspectos del trabajo.

Trabajo consumido en un resorte (Fuerza variable.)

“se muestra un modelo de sistema fisico comun para el que la fuerza varia

con la posicion. Un bloque sobre una superficie horizontal sin friccion se conecta a un

resorte. Para muchos resortes, si el resorte esta estirado o comprimido una distancia pequena

desde su configuracion sin estirar (en equilibrio), ejerce en el bloque una fuerza

que se puede representar matematicamente como:

donde x es la posicion del bloque en relacion con su posicion de equilibrio (x = 0) y k

es una constante positiva llamada constante de resorte del resorte.

Figura 3. La fuerza que ejerce un resorte sobre un bloque varia con la posicion x del bloque en relación con la posicion de equilibrio x