25.-TRABAJO_MECANICO2.doc

INSTITUCION EDUCATIVA N°
113 “Daniel Alomía Robles
AREA: C.T.A
Profesor: José Rivera Aldave
Grado: 5to “A” “B” y “C”
Fecha:
SESION DESARROLLADA DEL APRENDIZAJE
I.- TEMA:: TRABAJO MECANICO
II.-CONTENIDOS BASICOS:
1. Trabajo mecánico..- concepto
2. Ecuaciones.- Unidades
3. Ejercicios y problemas
III.- OBJETIVOS.1. Investigar experimentalmente el trabajo en una actividad cotidiana
2. Conocer, dialogar sobre los recursos energéticos que dispone la humanidad
3. Resolver problemas sencillos sobre trabajo mecanico.
IV.- MOTIVACIÓN.- La física estudia los fenómenos y mide las propiedades de los sistemas.
Así por ejemplo si una persona arrastra un objeto sobre una superficie horizontal y a lo largo de
un espacio, siente cansancio, por lo que generalmente se dice que hace un trabajo. Como
medida de este hecho, que se refleja en una perdida de peso en la persona y de otros hechos
similares realizados al ejercer una fuerza a lo largo del camino, se ha creado una magnitud
llamada trabajo.
V.- ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN
TRABAJO MECÁNICO (w) .- Es una magnitud física escalar que caracteriza la acción que
ejerce la fuerza sobre un cuerpo al comunicarle desplazamiento.
“Se realiza trabajo mecánico cuando transmitimos movimiento bajo la acción de una
fuerza”
ECUACIONES
W= F . d
UNIDAD.- Tomamos como unidad de trabajo mecánico el realizado por una fuerza de 1N al
desplazarse su punto de aplicación de 1m . Esta unidad de trabajo recibió el nombre de Joule
(se designa J) en honor al sabio inglés James Prescott Joule, que verifico importante
experimentos para las ciencias con el fin de mediar el trabajo
1 Joule = 1 Newton x 1 metro
El trabajo mecánico es una magnitud física escalar
TIPOS DE TRABAJO MECANICO
A).- Trabajo de una fuerza constante (F=constante)
En este caso el trabajo no depende de la trayectoria, depende del desplazamiento y la fuerza.
Su valor se determina multiplicando la fuerza por el desplazamiento ( W= F . d) si ambos son
colineales
F F
D
UNIDAD:- joule (J) = N.m
F
W= F . d
o W= Fcos α . d
cuando la fuerza
tiene ángulo
OBSERVACIONES
Si F actúa a favor de la d
Si la F actúa en contra de la d
Si la f actúa perpendicularmente a la d
W = +F. d
W = -F .d
W=0
d
Esta forma de definir el trabajo mecánico exige que la fuerza y el desplazamiento sean paralelos
Cuando la fuerza aplicada F forma un ángulo  con la horizontal, desplazado el cuerpo m una
distancia d, se tiene que el trabajo mecánico (w) es consecuencia de la componente horizontal
de la fuerza F.
NO HAY TRABAJO EFECTIVO
Obsérvese que la fuerza efectiva que hace mover el cuerpo es la componente horizontal, la
componente vertical no hace trabajo pues el cuerpo no se desplaza en esa dirección. Esta es
una relación más
Trabajo mecánico nulo (w=0)
A pesar que se está aplicando una fuerza o “aparentemente” hemos logrado desplazar un
cuerpo, puede suceder que no se haya hecho un trabajo efectivo. Tenemos tres casos:
Analicemos:
1°) el gato trata de empujar la pared y no logra moverla, hay fuerza pero no desplazamiento.
2°) la niña logra mover la mochila pero el peso de la mochila forma 90° con d, no hay trabajo
pero la niña se cansa ¿por qué?
3°) el robot corre por una pista circular, pero en una vuelta completa no hace trabajo ¿por qué?
Trabajo negativo
Se presenta cuando la fuerza aplicada es completamente opuesta a la dirección en cual se
produce el movimiento. Por ejemplo al empujar una caja.
La fuerza de fricción es opuesta al desplazamiento, nótese que f y d forman un ángulo de 180°
cuyo cos(180°)= –1, esto hace que el trabajo hecho por la fricción sea negativo
Ejemplos de aplicación
Ejemplo1.- Una caja de 8 kg es empujada linealmente una distancia de 5m con una
fuerza de 20N, si el coeficiente de fricción cinética entre el piso y la caja es 0,18.
Determine:
a) el trabajo hecho por la fuerza,
b) el trabajo hecho por la fricción;
c) el trabajo neto hecho sobre la caja.
Otra forma para c) es hallar la fuerza neta y multiplicarlo por la distancia.
Ejemplos de aplicación
Ejemplo 2.- Un carrito de supermercados de 32kg es empujado linealmente una
distancia de 12m con una fuerza oblicua de 44N, si el coeficiente de fricción cinética entre
el carrito y el piso es 0,05. Determine el trabajo neto hecho sobre el carrito.
b).- Trabajo de la fuerza de la gravedad
m
WA B = -mgh
A
m
WA B = mgh
B
h
mg
h
mg
B
A
TRABAJO NETO o total. (Wt).- En general en un cuerpo actúan 2 o mas fuerzas
(sistema de fuerzas) en este caso se define el trabajo total o neto como la suma
algebraica de los trabajos realizados por cada una de las fuerzas que actúan sobre el
cuerpo. Este trabajo también es igual al trabajo realizado por la fuerza resultante que
actúa sobre el cuerpo.F2
F1
F3
W neto= W f1 + W f2+ W f3 = Wfn