Preguntas para evaluar conocimiento previo:
1. ¿Qué entiendes por trabajo?
2. ¿Siempre que aplicas una fuerza se realiza
trabajo?
3. ¿En cuáles de las siguientes actividades se
está realizando trabajo?
a
b
c
d
Introducción:
• Situación #1: Tu maestro de ciencias acaba
de darte la asignación de leer un capítulo
completo para mañana. Acto seguido tú
respondes: ¡Eso es mucho trabajo para
mañana!
– ¿Es correcta esa aseveración?
• NO. Desde el punto de vista científico, se realiza
trabajo cuando una fuerza hace que un objeto se
mueva en la dirección de la fuerza.
• Situación #2: María fue a jugar a la bolera.
Se está divirtiendo mucho con sus amigos.
Invitó a Pedro a jugar pero él le dijo que no,
porque eso era mucho trabajo.
– ¿Es correcta la aseveración de Pedro?
• Sí. Aunque María se está divirtiendo, está realizando
trabajo, porque aplica una fuerza sobre la bola y hace
que ésta se mueva a lo largo de una distancia en esa
misma dirección.
¿Qué es el trabajo?
1. Ocurre cuando se le aplica fuerza a un
objeto y éste recorre una distancia al
moverse.
2. Para que se realice trabajo se necesitan
dos factores: la fuerza y el movimiento.
3. Para calcular el trabajo se utiliza la
siguiente fórmula:
Trabajo = Fuerza x Distancia
T = F
x d
¿Cómo se calcula el trabajo?
1. Ejemplo:
a. ¿Cuánto trabajo se realiza si aplicas una fuerza de
25 N para mover una caja a 2 m de distancia?
Trabajo = Fuerza x Distancia
T = F
x d
T = 25 N x 2 m
T = 50 Nm = 50 J
N= Newtons, m= metros, J= Julios (Joule)
En el sistema Inglés la unidad de fuerza es la libra ( 1 lb = 4.45 N )
Diferencia entre fuerza y trabajo
1. El hecho de aplicar una fuerza, no siempre
quiere decir que se realiza un trabajo.
a. Ejemplo: Imagina que ayudas a empujar un auto que
está parado y éste no se mueve.
1) Aunque te canses de empujar, no realizaste ningún
trabajo porque éste no se movió.
Ejercicio: ¿Es trabajo o no?
1. Empujar una caja
2. Cargar una caja hacia otro lugar
4. Levantar una caja
3. Cargar una mochila
Ejercicio: ¿Es trabajo o no?
Situación
Dirección de
la fuerza
Dirección del
movimiento
¿Se realiza
trabajo?
Sí
1. Empujar una caja
No
2. Cargar una caja hacia otro lugar
Ejercicio: ¿Es trabajo o no?
Situación
Dirección de
la fuerza
Dirección del
movimiento
¿Se realiza
trabajo?
No
3. Cargar una mochila
Sí
4. Levantar una caja
Mismo trabajo, diferentes fuerzas
1. Situación #3: ¿Cómo se realiza más trabajo sobre
un automóvil: empujándolo hacia arriba por una
larga carretera hasta la cima de una colina o
usando un cable para levantar el automóvil por un
precipicio hasta la cima de la misma colina?
Mismo trabajo, diferentes fuerzas
d1
d2 F2
F1
T = F1 x d1 = F2 x d2
a. En ambas trayectorias, el trabajo para mover el
automóvil hasta la cima es el mismo, aunque la
distancia y la fuerza en ambas trayectorias es
diferente.
Mismo trabajo, diferentes fuerzas
b. La razón es que el trabajo depende tanto de la
distancia como de la fuerza.
c. Al subir por la cuesta la fuerza es menor pero la
distancia es mayor; pero al subir por el
precipicio, la distancia es menor pero la fuerza
para subirlo es mayor.
Ejercicio #1:
Calcula el trabajo realizado en cada caso.
1. Un joven levanta 1 m del suelo una pesa de
80 N.
2. Un joven levanta 1 m del suelo una pesa de
160 N.
3. Un joven levanta 2 m del suelo una pesa de
80 N.
Respuestas
Ejercicio (Respuestas):
Calcula el trabajo realizado en cada caso.
1. Un joven levanta 1 m del suelo una pesa de
80 N.
T = F x d = 80 N x 1 m = 80 J
2. Un joven levanta 1 m del suelo una pesa de
160 N.
T = F x d = 160 N x 1 m = 160 J
3. Un joven levanta 2 m del suelo una pesa de
80 N.
T = F x d = 80 N x 2 m = 160 J
.
Ejercicio #2:
Contesta:
1. Una persona hala una caja que pesa 40 N a
través de una distancia de 50 m.
a. Haz un dibujo que represente esta situación.
b. Indica hacia dónde se ejercen las fuerzas en el
dibujo.
c. Calcula cuánto trabajo se realizó.
Continuación:
2. Se requiere una fuerza de 15 N para empujar
una caja por el piso de una habitación a través
de una distancia de 8 m.
a. Calcula cuánto trabajo se realizó.
b. Expresa el resultado en Julios.
Continuación:
3. Contesta:
a. ¿Cuánto trabajo realiza una persona para sostener
un paquete de 10 N?
b. ¿Cuánto trabajo realiza la misma persona para llevar
el paquete desde el recibidor hasta un cuarto a 5 m
de distancia?
c. ¿Cuánto trabajo hace un saltador de pértiga que
pesa 800 N y brinca 4.5 m?
Respuestas
Ejercicio #2:
Contesta:
1.
Una persona hala una caja con una fuerza de 40 N a través de una distancia
de 50 m.
a. Haz un dibujo que represente esta situación.
40 N
50 m
b.
Indica hacia dónde se ejercen las fuerzas en el dibujo.
a.
Calcula cuánto trabajo se realizó.
T = F x d = 40 N x 50 m = 2,000 Nm = 2,000 J
Continuación:
2. Se requiere una fuerza de 15 N para empujar
una caja por el piso de una habitación a través
de una distancia de 8 m.
a. Calcula cuánto trabajo se realizó.
b. Expresa el resultado en Julios.
T = F x d = 15 N x 8 m = 120 Nm = 120 J
Continuación:
3. Contesta:
a. ¿Cuánto trabajo realiza una persona para sostener un
paquete de 10 N?
Ninguno, porque no se está moviendo.
a. ¿Cuánto trabajo realiza la misma persona para llevar el
paquete desde el recibidor hasta un cuarto a 5 m de
distancia?
Ninguno, porque el movimiento no ocurre en la
Dirección de la fuerza.
a. ¿Cuánto trabajo hace un saltador de pértiga que pesa 800 N y
brinca 4.5 m?
T = F x d = 800 N x 4.5 m = 3,600 J.