Trabajo Mecánico

El trabajo mecánico se define como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo por la distancia que recorre el mismo. 

Definimos el "trabajo mecánico " o trabajo útil el que resulta de la siguiente expresión matemática:

El trabajo es el producto escalar del  vector fuerza constante por el vector desplazamiento.

Donde:

W = trabajo mecánico medido en Joules J.

F = fuerza medida en N.

d = distancia medida en m.

Algo importante a tener en cuenta es que el trabajo mecánico puede ser:

• positivo,
• nulo,
• negativo.

TRABAJO MECÁNICO POSITIVO 

Se considera que se realiza un trabajo mecánico positivo cuando la fuerza aplicada coincide en dirección y sentido con el desplazamiento del cuerpo. 

  La dirección y sentido en que se aplica la fuerza, coincide con la dirección y sentido del desplazamiento de la mesa. La persona realiza un trabajo mecánico positivo.

TRABAJO MECÁNICO NULO 

No se realiza trabajo mecánico cuando la dirección de la fuerza aplicada es perpendicular a la dirección en que ocurre el movimiento del cuerpo.

La dirección vertical  en que se aplica la fuerza  es perpendicular  con la dirección horizontal del desplazamiento de la bandeja. La persona realiza un trabajo mecánico nulo.

Por ejemplo, cuando elevas una silla a una cierta altura y te mueves hacia adelante, la fuerza la realizas en dirección vertical y el movimiento es en dirección horizontal. Por lo tanto se considera que no has realizado trabajo mecánico.

Es decir    W = 0 J 

Tampoco se realiza trabajo mecánico si se aplica una fuerza a un cuerpo y este no se desplaza.

TRABAJO MECÁNICO NEGATIVO

Cuando la fuerza aplicada al cuerpo actúa en forma contraria al movimiento del mismo se considera que se realiza un trabajo mecánico negativo.

Tanto la fuerza como el desplazamiento se realizan en dirección horizontal, pero en sentido contrario. La persona realiza un trabajo mecánico negativo

EJERCICIOS :

1) Calcula el trabajo realizado por una persona para desplazar una heladera una distancia de 2 m,  aplicando una fuerza de 50 N.  
Lees el problema y extraes datos e incógnita:
d = 2 m.
F = 50 N.
W = ?.
Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos:
W  =  F . d
Reemplazas los datos en la fórmula:
W = 50 N . 2 m.
Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:
W = 100 J.
El trabajo mecánico que realiza  la persona es de 100 J.

2) Cuando aplicas fuerza de 150 N a una pared y esta no se desplaza. Calcula que cantidad de trabajo mecánico realizaste.

Lees el problema y extraes datos e incógnita:

d = 0 m.

F = 150 N.

W = ?.

Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos:

W  =  F . d.

Reemplazas los datos en la fórmula:

W = 150 N . 0 m. 

Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:

W = 0 J.

El trabajo mecánico que realizas es de 0 J.

3) Calcula el trabajo realizado por una persona para tratar de detener un auto que cae por una pendiente una distancia de 2 m,  aplicando una fuerza de 50 N.  

Lees el problema y extraes datos e incógnita:
d = 2 m.
F = 50 N.
W = ?.
Eliges la fórmula que te permite calcular la incógnita a partir de tus datos.
W  =  F . d.
Reemplazas los datos en la fórmula:
W = 50 N . 2 m. 
Calculas el resultado numérico y colocas la unidad en que se mide el trabajo mecánico:
W = 100 J.
Pero tienes en cuenta que la fuerza aplicada al cuerpo actúa en forma contraria a su movimiento.
Por lo tanto se realiza un trabajo mecánico negativo:
W = - 100 J
La persona realizó un trabajo mecánico de -100 J para tratar de detener al auto.