TRABAJO, ENERGIA Y POTENCIA

TRABAJO, ENERGIA Y POTENCIATRABAJO: Es una cantidad escalar igual al producto de la magnitud del desplazamiento y la componente de la fuerza en direccin del desplazamiento.Se deben de cumplir tres requisitos :1.- Debe haber una fuerza aplicada2.-La fuerza debe ser aplicada a travs de cierta distancia (desplazamiento)3.-La fuerza debe tener una componente a lo largo del desplazamiento.

El trabajo realizado por una fuerza F provoca un desplazamiento s.Trabajo = fuerza X desplazamiento.T = Fx sLamagnitud del trabajopuede expresarse en trminos del ngulo formado entre F y s.Trabajo =(F cos )sEn unidades del SI eltrabajose mide en Nxm esta unidad se llamajoule(j)Un joulees igual al trabajo realizado por una fuerza de un newton al mover un objeto a travs de una distancia paralela de un metro.DATOSFRMULACLCULOSRESULTADOSF = 4000NT = FsT = 4000N X 15mT = 6000NS =15 mT = ?Ejemplo:1.- Un remolcador ejerce una fuerza constante de 4000 N sobre un barco y lo mueve una distancia de 15 m a travs del puerto. Qu trabajo realiz el remolcador?-Una fuerza de 80 N mueve un bloque de 5Kg hacia arriba por un plano inclinado a 30, segn figura 2 el coeficiente de friccin cintico es de 0.25 y la longitud del plano son 20 metros ,calcular el trabajo que realizan cada una de las fuerzas sobre el bloque.Las fuerzas que actan sobre el bloque son; , k p y w

La fuerza de impulso se ejerce en direccin y el desplazamiento.Tp = ps = 80 N x 20 m= 1600 JW =mg =5kg (9.8m/s2) = 49 NWx =49 (sen 30) = 24.5NWy = 40 (cos 30) = 42.2NPero como k = ky= Wyk = k = k Wyk = (-0.25) (42.4N) = -10.6 NENERGA:es todo aquello que puede realizar un trabajo. Si un objeto tiene energa quiere decir que es capaz de ejercer una fuerza sobre otro objeto para realizar un trajo sobre l y si realizramos una trabajo sobre un objeto, le proporcionamos a ste una cantidad de energa igual al trabajo realizado.ENERGA CINTICA:es aquella que tiene un cuerpo en virtud de su movimiento.ENERGA POTENCIAL:es la energa que tiene un sistema en virtud de su posicin o condicin.

ENERGIA CINETICA:La relacin entre la energa cintica y el trabajo ,considerando una fuerza F que acta sobre un bloque como se indica en la figura:Si el bloque tiene una velocidad inicial v0 y la fuerza F acta a travs de la distancia s y la velocidad aumenta hasta la velocidad final vf .El cuerpo tiene una masa m y la segunda ley de newton est dada por a proporcina= F / m ecc 1Y se alcanza una velocidad final vfy quedar as

2as = v2f v20despejando a = v2f v20 / 2s

sustituyendo en la ecuacin 1

F / a= v2f v20 / 2sresolviendo para Fs

Fs = mvf mv0Como la cantidad del lado izquierdo de la ecuacin representa el trabajo realizado sobre la masa m y la cantidad del lado derecho de la ecuacin es el cambio de la energa cintica como resultado del trabajo .

Por lo tanto :Ek = mv2ENERGA POTENCIAL:Laenerga potencialimplica que debe haber un potencial para realizar un trabajo.La fuerza externa F necesaria para elevar un cuerpo debe ser igual al peso w y el trabajo realizado esta dado porTrabajo = Wh= mgh

Conservacin de la energaSuponiendo una masa levantada a una altura h y luego se deja caer segn la figura en el punto mas alto la energa potencial es mgh , a medida que la masa cae la energa potencial disminuye hasta llegar a cero, ( en ausencia de la friccin del aire ) pero comienza a aparecer la energa cintica en forma de movimiento y al final la energa cintica es igual a la energa total .importante sealar que durante la cada :energa total = Ep + Ek = constantea esto se le llamaconservacin de la energa.Potencia:es la rapidez con que se realiza un trabajo.P / T= trabajoLa unidad de potencia en el SI es el joule por segundo y se denomina watt1watt = 1 j/sy en el SUEU se usa la libra pie por segundo ft lb / s y para propsitos industriales

1hp = 550 ft lb / s1hp= 746 W = .746 kW1kW = 1.34 hpP / t = trabajo = Fs / tde dondep =F s / t = F v