SABERES PREVIOS
Reúnanse en grupos de cuatro o
cinco integrantes para intercambiar ideas acerca de los términos: “trabajo”
“potencia” y “energía”. Intenten establecer una definición para cada uno de
ellos. Reflexionen sobre algunas situaciones cotidianas en las cuales consideran
que utilizan estos conceptos. Describan los ejemplos observados.
PRÁCTICA 1
Luego,
observa los siguientes videos:
Luego,
realizar la socialización respondiendo a preguntas como: ¿Qué es el trabajo?
¢¿Qué
es la potencia?
¢¿Qué
es la energía?
¢¿Qué
unidades se utilizan para medir el trabajo, la potencia y la energía?
¢¿Qué
formas de energía existen?
EL TRABAJO
En física, el significado de la palabra trabajo se relaciona con la fuerza ejercida sobre
un objeto y con el desplazamiento producido por dicha fuerza. Si la dirección de la
fuerza es igual a la dirección del desplazamiento, la fuerza realiza trabajo mecánico.
DIFERENCIA ENTRE TRABAJO EN LA VIDA COTIDIANA Y TRABAJO EN
FÍSICA.
En física, el significado de la palabra trabajo se relaciona con la fuerza ejercida sobre
un objeto y con el desplazamiento producido por dicha fuerza. Si la dirección de la
fuerza es igual a la dirección del desplazamiento, la fuerza realiza trabajo mecánico.
DIFERENCIA ENTRE TRABAJO EN LA VIDA COTIDIANA Y TRABAJO EN
FÍSICA.
El trabajo en la vida cotidiana se refiere a un esfuerzo físico o mental como por ejemplo, estudiar física, cuidar un gato, sujetar un libro pesado...
Y trabajo en física implica fuerza y desplazamiento. por ejemplo, estirar un resorte, mover un vaso de un punto a otro de la mesa...
El trabajo es una magnitud escalar (un número) por lo tanto no es un vector (→).
El trabajo se mide en Julios (J):
1J = 1N x m
Expresión básica: W = f x d
↓ ↓ ↓ ↓
Trabajo fuerza por desplazamiento
(un número) (un vector) (un vector)
↓ ↓
[ N . m]
↓
J
Para profundizar en el tema remítase a la página web https://www.fisicalab.com/apartado/trabajo-fisica#contenidos
Y trabajo en física implica fuerza y desplazamiento. por ejemplo, estirar un resorte, mover un vaso de un punto a otro de la mesa...
El trabajo es una magnitud escalar (un número) por lo tanto no es un vector (→).
El trabajo se mide en Julios (J):
1J = 1N x m
Expresión básica: W = f x d
↓ ↓ ↓ ↓
Trabajo fuerza por desplazamiento
(un número) (un vector) (un vector)
↓ ↓
[ N . m]
↓
J
Para profundizar en el tema remítase a la página web https://www.fisicalab.com/apartado/trabajo-fisica#contenidos
TRABAJO MECÁNICO
Imagen recuperada de http://www.webscolar.com/el-trabajo-energia-y-potencia-elementos-de-fisica-en-el-trabajo-mecanico
El trabajo mecánico se calcula como el producto de la fuerza por el desplazamiento.
Trabajo = fuerza • desplazamiento
W = F x d
Por convenio internacional, la unidad en que se expresa el trabajo se llama Julio y se
representa con la letra J.
Una fuerza de 1 kg-f equivale a una fuerza de 9,8 N. Es decir, que cuando sostienes en la
mano 1 k de azúcar, ejerces una fuerza de 1kg-f, lo que equivale aproximadamente a 10N.
Ejemplo:
Trabajo = 10 N • 1 m = 10 J
Cuando
alzo un kilo de alguna sustancia a una altura de un m del nivel del
piso
realizo un trabajo de 10 J.
Imagen recuperada de https://www.taringa.net/+comunidad_cep/fisica-basica-trabajo-mecanico_se51p
Cuando una grúa pone un automóvil en movimiento, la grúa realiza trabajo sobre el
automóvil puesto que aplica una fuerza y, como resultado de esta interacción, el carro se
desplaza en dirección de la fuerza.
No todas las fuerzas realizan
trabajo. Por
ejemplo, el peso actúa sobre todos los
objetos, pero si el desplazamiento de un objeto se produce en dirección
horizontal, el
peso no interviene en dicho desplazamiento, por lo tanto no
realiza trabajo.
Imagen recuperada de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/work2.html
Es posible que sobre un objeto se ejerza una fuerza sin lograr que este se desplace.
En esta situación, el trabajo realizado por la fuerza es igual a cero.
Ejemplos de ejercicios de trabajo mecánico
1. Se hace descender un cuerpo de 198 Kg por una pendiente, recorriendo 10 metros
¿Cuál es el trabajo realizado por el cuerpo?
2. ¿Cuánta fuerza requerirá un cuerpo X para recorrer 3 metros realizando un
trabajo de 24 julios?
3. ¿Cuánto trabajo costará a una persona empujar una caja de hierro por 2 metros,
aplicando una fuerza de 50 N?
La potencia
¢Es la rapidez con la cual se realiza un trabajo. Para calcular la potencia dividimos el
trabajo realizado entre el tiempo empleado, lo cual se expresa como: Potencia=(Trabajo
realizado)/(Tiempo empleado)
¢La potencia se expresa en vatios (W). Otras unidades de potencia son el kilovatio
(kW) y el caballo de fuerza (HP), por su nombre en inglés ( Horse Power).
¢1 kW = 1.000 W 1 HP = 746 W
Formula para encontrar la potencia
P=W/t
Donde:
¢P: Potencia desarrollada por la fuerza que realiza el trabajo. Su unidad de medida en
el Sistema Internacional es el Vatio (W) en honor a James Watt.
¢W: Trabajo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Julio (J)
¢t: Tiempo durante el cual se desarrolla el trabajo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo (s).
