Trabaja

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¿Qué es trabajo?

A menudo usamos la palabra 'trabajo' en nuestra vida diaria. Por ejemplo, diríamos que sacar buenas notas en la escuela requiere mucho 'trabajo'. En física, el término 'trabajo' tiene un significado específico.

El trabajo, en física, ocurre cuando una fuerza actúa sobre un objeto para moverlo a cierta distancia del punto de inicio (también llamado desplazamiento). El trabajo se calcula como la fuerza multiplicada por la distancia. La siguiente ecuación se utiliza para describir el trabajo:
Trabajo = Fuerza * distancia
o
W = Fd
Cómo medir el trabajo

La unidad estándar de trabajo es el julio (J). El joule es lo mismo que un newton-metro donde el newton es la fuerza y ​​el metro es la distancia.



Fuerza y ​​desplazamiento

La distancia (o desplazamiento) en el trabajo es la distancia desde el punto de inicio hasta el punto final. La cantidad de viajes en el medio no importa. Por ejemplo, si levanta un peso del suelo y luego lo vuelve a colocar en el suelo, la distancia (o el desplazamiento) es cero.

No se deje engañar

A veces, medir el trabajo puede ser complicado. Para que la ecuación W = Fd funcione, la fuerza usada en la ecuación debe ser la fuerza usada para causar el desplazamiento o la distancia. Además, recuerde que para que haya ocurrido el trabajo, el objeto debe ser desplazado por la fuerza. De lo contrario, la distancia, o 'd', en la fórmula es 0 y el trabajo será 0.

Aquí hay unos ejemplos:
  • Si alguien está empujando una pared con todas sus fuerzas, pero la pared no se mueve, no se ha realizado ningún trabajo. Esto se debe a que la distancia es cero.
  • Si alguien está usando la fuerza para sostener una piedra sobre su cabeza mientras camina hacia el este a través de un campo, no ha ocurrido ningún trabajo. Esto se debe a que la fuerza no está en la misma dirección (la fuerza está hacia arriba) que la distancia que mueve la roca (hacia el este).
  • Si haces una lagartija completa, levantándote y luego hacia abajo, el trabajo total es cero. Esto se debe a que la distancia total desde el punto inicial hasta el punto final es cero.
  • Si se le cae el lápiz, significa que se ha producido un trabajo. Esto se debe a que el desplazamiento del lápiz de la mano al suelo es mayor que cero y está en la misma dirección que la fuerza que actúa sobre el lápiz, que es la gravedad.
Problema de ejemplo:

Un jugador de béisbol lanza una pelota con una fuerza de 10 N. La pelota viaja 20 metros. ¿Cuál es el trabajo total?

W = F * distancia
W = 10 N * 20 metros
W = 200 julios

Problemas más complicados

Cuando el ángulo entre la fuerza y ​​el desplazamiento no es de 0 grados o 90 grados, se usa una fórmula más compleja para el trabajo. Esta fórmula incluye el ángulo theta (& Theta;) que es el ángulo entre la fuerza y ​​el desplazamiento.

W = F * d * cos & Theta;
En el caso de que la fuerza y ​​el desplazamiento estén exactamente en la misma dirección theta = 0 y el cos & Theta; = 1. En el caso de que la fuerza no tenga impacto en el desplazamiento y theta = 90 grados, entonces cos & Theta; = 0 y, por tanto, el trabajo = 0.

Datos interesantes sobre el trabajo
  • El trabajo es una cantidad escalar, no una cantidad vectorial. Esto significa que, a diferencia de la fuerza y ​​la velocidad, no tiene dirección, solo una magnitud.
  • Otra unidad de trabajo es el pie-libra. Un pie-libra es igual a 1.35581795 julios.
  • El joule también se utiliza como unidad de medida estándar para la energía.
  • El trabajo negativo es cuando la fuerza que actúa sobre un objeto dificulta el desplazamiento del objeto.