TRABAJO
MECÁNICO
Se llama trabajo
mecánico a aquel
desarrollado por una fuerza cuando
ésta logra modificar el estado de movimiento que
tiene un objeto. El trabajo mecánico equivale, por lo tanto, a la energía que se
necesita para mover el objeto en cuestión.
Un ejemplo simple de trabajo mecánico lo
encontramos cuando un trabajador empuja una carretilla cargada con ladrillos
desde un sector de una
obra en
construcción hacia otro. La persona aplica una fuerza para mover la carretilla:
por lo tanto, efectúa un trabajo mecánico.
La
aplicación de dicha fuerza se mantiene
hasta que el hombre deja de empujar
la carretilla; una vez que deja de empujar,
la carretilla
se detiene.
La fórmula que te permite calcular el trabajo
mecánico efectuado
al desplazar un cuerpo es:
0
W = F · d
Donde:
W = trabajo mecánico medido en Joules J.
F = fuerza medida en N.
d = distancia medida en m.
Se menciona que W es igual a la fuerza que se aplica por la distancia que se
recorre. Esto se debe a que el trabajo mecánico supone que la fuerza se aplica
en una determinada trayectoria.
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.
Cuando el trabajo es positivo, la fuerza y el desplazamiento forman un ángulo que
va desde los 0° hasta los 89°, siendo máximo cuando la fuerza y el
desplazamiento van en la misma
dirección y sentido
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.
Cuando el trabajo es nulo, la
fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 90°, por lo que el cos 90°
= 0, demostrando que el trabajo es cero.
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.Cuando
el trabajo
es negativo, la
fuerza y el desplazamiento forman un ángulo mayor a 91° hasta los 180°,
siendo máximo, pero de forma negativa cuando el ángulo es 180, pues cos 180°
= -1
TRABAJO
RESULTANTE
Trabajo
resultante es la
suma algebraica de los trabajos de las fuerzas individuales que actúan sobre un
cuerpo en movimiento.
La realización de un trabajo necesita la existencia de
una fuerza resultante.
Para
distinguir la diferencia entre trabajo positivo y negativo se sigue la
convención de que el trabajo de una fuerza es positivo si el componente de la
fuerza se encuentra en la misma dirección que el desplazamiento y negativo si una componente de la fuerza se opone al
desplazamiento real.
Por ejemplo el trabajo que realiza una
grúa al levantar una carga es positivo
pero la fuerza gravitacional que ejerce
la tierra
sobre la carga ejerce un
trabajo negativo.
