f1 s07 ppt trabajo mecánico 2 2

8/15/2019 f1 s07 Ppt Trabajo Mecánico 2 2

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S07: TRABAJO MECÁNICO

Trabajo de fuerzas constantes Trabajo de fuerzas !ar"ab#es Teore$ade# trabajo % ener&'a c"n(t"ca )e* de +oo,e


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LOGROE# estud"ante resue#!e

-rob#e$as de trabajo $ec.n"co/

ut"#"zando fr$u#as * re#ac"ones/ conorden * -rec"s"n $ostrando unabuena -resentac"n


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TRABAJO 1 ENER23A

4 5tt-:66*outubeco$6atc58!9CII;u( t"-o de $a&n"tud es e# trabajo $ec.n"co8 =C$o se deter$"na e# -roducto esca#ar entre dos !ectores8

http://www.youtube.com/watch?v=xCIID5znuRAhttp://www.youtube.com/watch?v=xCIID5znuRAhttp://www.youtube.com/watch?v=xCIID5znuRAhttp://www.youtube.com/watch?v=xCIID5znuRA


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4 ?na fuerza rea#"za trabajo

$ec.n"co cuando a# actuarsobre un cuer-o/ #o $ue!e

4 E# trabajo @ue rea#"za unafuerza constante F @ue actasobre un objeto es e#

-roducto de #a componentede la fuerza a lo largo del

movimiento de# objeto -or #amagnitud del

desplazamiento

4 S" #a fuerza for$a un .n&u#oθ con e# des-#aza$"ento ∆ x /e# trabajo rea#"zado -or F es:

4 E# trabajo es una $a&n"tudescalar * -uede ser -os"t"!a o

ne&at"!a/ de-end"endo de#.n&u#o θ

4 ?n"dad de $ed"da en e# SI:

newton x metro = joule

1 N· m = 1 J

F

θ

F cosθ

F senθ

∆x

TRABAJO MECÁNICO ;E ?NA ?ERACONSTANTE

W F x cosθ = ∆

W F x→ →

×= ∆


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Trabajo positivo

4 Ocurre cuando #a fuerzat"ene #a $"s$a d"recc"n @uee# des-#aza$"ento * au$enta#a !e#oc"dad de# cuer-o En e#caso de #a f"&ura/

θ = 0º y cos0 = !1"

4 Ta$b"(n t"ene #u&ar cuando #a

fuerza for$a un .n&u#o a&udocon e# des-#aza$"ento En estecaso:

θ # $0%0º"

TRABAJO MECÁNICO DOSITIO

F

∆x ∆x

θ

F

W F x= ∆


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Trabajo negativo

4 Es cuando #a fuerza t"ened"recc"n o-uesta a#des-#aza$"ento * e#trabajo de #a fuerzad"s$"nu*e #a !e#oc"dad de#

cuer-o En este caso/ θ = 1&0º * cos1&0 = '1

Trabajo nulo

4 Es cuando #as fuerzas t"enend"recc"n -er-end"cu#ar a#des-#aza$"ento/ no rea#"zantrabajo En este caso/ θ = $0º * cos $0=0

TRABAJO MECÁNICO NE2ATIO 1 N?)O

F

∆x

F

∆x

W F x= ∆ =cos90º 0W F x= − ∆


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4 E# trabajo neto o resu#tante

rea#"zado sobre un cuer-o/es "&ua# a #a su$a a#&ebra"cade #os trabajos rea#"zados -or#as d"ferentes fuerzasa-#"cadas a# cuer-o

4 E# trabajo neto o resu#tanterea#"zado sobre uncuer-o/ es "&ua# a #a fuerza

resutante -or e#des-#aza$"ento

TRABAJO NETO

F 1

F 2

F 3

F 1

F 2

F 3

Neto F F F W W W W = + +1 2 3 = ∆ R NetoW F x

R F →


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Drob#e$a de A-#"cac"n

F ?n obrero e$-uja 5or"zonta#$ente una caja de G0/0 ,& una

d"stanc"a de H/< $ en un -"so -#ano/ con !e#oc"dad constante E#coef"c"ente de fr"cc"n c"n(t"ca entre e# -"so * #a caja es de 0/u( $a&n"tud de fuerza debe a-#"car e# obrero8 ( =Cu.ntotrabajo efecta d"c5a fuerza sobre #a caja8 c =Cu.nto trabajoefecta #a fr"cc"n sobre #a caja8 d =Cu.nto trabajo rea#"za #a

fuerza nor$a# sobre #a caja8 =1 #a &ra!edad8 e =>u( trabajo tota#se efecta sobre #a caja8


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?n ca$"n de ) 000 *g de $asa

es sub"do a un bu@ue con una &ra@ue ejerce una fuerza de )1%0 *N Esta fuerza @ue #e!anta e# ca$"nse a-#"ca a #o #ar&o de unad"stanc"a de +%00 metros Ca#cu#eKa e# trabajo rea#"zado -or #a &ra/

Kb e# trabajo rea#"zado -or #a&ra!edad/ Kc e# trabajo tota#

So#uc"n


grúa

4grúa

W 31000N 2,00m

W 6,20 10 J

= ×

= ×

gravedad

gravedad

mW kg m

sW J

= − × ×

= − ×

2

4

3000 9,81 2,00

5,89 10


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4 =A @u( es "&ua# e# trabajo

e-resado a tra!(s de #a!e#oc"dad8

4 S" se reescr"be #a e-res"n de#trabajo ca#cu#ado en e# -.rrafoanter"or/ e# cua# se a-#"ca acua#@u"er fuerza/ se tendr.:

4 A esta e-res"n se #edeno$"na L,eorema deltra(ajo'energ-a cin.tica

4 Nota: A# ut"#"zar #a e-res"n de#a #e* de Neton en e#c.#cu#o anter"or/ se deduce @ueesta$os ref"r"(ndonos a#trabajo de #a fuerza resu#tante

TRABAJO 1 ENER23A CINTICA

C E mv= 21

2

dtdv dvdx dv dx

dx dvdt v

dt dt tt dd dt

= = = ×

f

2 2

!

dvW m dx mvdv

dt

1 1

W mv mv 2 2

= =

= −

∫ ∫

f W Ec Ec→ = −


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G En e# s"ste$a de #a f"&ura/ #a cuerda * #a -o#ea t"enen $asa des-rec"ab#e *

#a -o#ea no t"ene fr"cc"n E# b#o@ue de P/00 ,& se $ue!e "n"c"a#$ente5ac"a abajo/ * e# de Q/00 ,& #o 5ace 5ac"a #a derec5a/ a$bos con ra-"dezde 0/00 $6s )os b#o@ues se det"enen #ue&o de $o!erse /00 $etros?se e# teore$a de trabajo * ener&'a c"n(t"ca -ara ca#cu#ar e# coef"c"ente defr"cc"n c"n(t"ca entre e# b#o@ue de Q/00 ,& * #a $esa

f W Ec Ec→ = −

"#m$s"0,%00#m$s"#0,0 2

&,00kgW 2 2 2 2 ' −=→

Totf i WJ3,24W =−=→


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H A #a caja de /0 *g $ostrada en #a f"&ura se #e una !e#oc"dad de

ms 5ac"a abajo de# -#ano "nc#"nada cuando est. en #a -os"c"n As" e# coef"c"ente de fr"cc"n entre e# b#o@ue * e# -#ano "nc#"nado es0/G0 ;eter$"ne #a !e#oc"dad de #a caja cuando (sta a#cance #a-os"c"n $.s baja B sobre e# -#ano "nc#"nado


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4 Cuando se t"ene una fuerza

!ar"ab#e/ se deter$"na #ae-res"n de #a d"ferenc"a# detrabajo )ue&o/ se -rocede a"nte&rar #a d"ferenc"a# detrabajo a #o #ar&o de #a

tra*ector"a se&u"da -or #afuerza 4 )a "nte&ra#/ desde e# -unto de!"sta &eo$(tr"co es e# .rea de@ue se encuentra bajo #a cur!afuerza % des-#aza$"ento

TRABAJO REA)IA;O DOR ?NA ?ERA ARIAB)E

dW

2

1

x

xx

W F dx=

∫


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P ?n objeto/ @ue -uede $o!erse

a #o #ar&o de# eje x% es atra'do5ac"a e# or"&en de coordenadascon una fuerza

;onde Kα 9 0%/00 Nm)

a =Cu.nto $"de F cuando e#objeto est. en x = 1%00 m8

b =En x = +%00 m8

c =Cu.nto trabajo efecta F cuando e# objeto se $ue!e de x

=1%00 m a x= +%00 m8


3 F x α = −r r

= − −

= −

4 4 4 43 2,00 m 1,00 mW 0,(00#N$ m "

4 4

W 1,&& J

=

= − = −∫ 4

2,00 2,003

1,00

1,00

dW F*dx

xW # 0,(00"x dx 0,(00

4


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4 )a -otenc"a D nos descr"be #a

ra-"dez con @ue una fuerzarea#"za trabajo4 Dara una fuerza constante/ se

t"ene @ue:

4 )a un"dad de #a -otenc"a en e#SI es e# watt (W)/ e# cua# sedef"ne co$o joule porsegundo (J/s)

4 En &enera#/ s" #a fuerza es!ar"ab#e/

4 Ta$b"(n se ut"#"za #a un"dad de-otenc"a Lcaba##o de fuerzaK5-

1 2p = 34 5

1 2p = //0 ft"l(s

4 Otra un"dad es e# caba##o de!a-or

DOTENCIA

W +

t

=

vd* F ds* F dW ==

v* F dt

dW + ==


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EICIENCIA

4 Ta$b"(n conoc"do co$o rend"$"ento de una $.@u"na se def"ne

co$o:

4 Esta ecuac"n es usada cuando e# trabajo se rea#"za a r"t$oconstante

4 ;eb"do a #as -erd"das de ener&'a -or fr"cc"n #a ef"c"enc"a es $enor@ue F

4


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Q ?n e#e!ador !ac'o t"ene $asa de P00 ,& * est. d"seado -ara

sub"r con ra-"dez constante una d"stanc"a !ert"ca# de 0/0 $ K


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CONC)?SIONES

4 E# trabajo es una $a&n"tud esca#ar @ue cuant"f"ca #a acc"n de una

fuerza a# $o!er un cuer-o4 E# trabajo es esenc"a# -ara estab#ecer #a re#ac"n entre fuerza *

!e#oc"dad Ktrabajo%ener&'a c"n(t"ca

4 )a -otenc"a es #a ra-"dez con @ue se rea#"za e# trabajo


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REERENCIAS BIB)IO2RÁICAS

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