Trabajo

 

En la física y química de 1º has visto que el trabajo mecánico realizado por una fuerza constante cuando actúa sobre un cuerpo que realiza un desplazamiento , se define como el producto escalar de la fuerza por el desplazamiento:

Imagen 5. Elaboración propia

• Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo
• Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
• Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo.

Imagen 6. Elaboración propia

Aplicado a un movimiento rectilíneo, el trabajo realizado por una fuerza constante coincide con el área comprendida bajo la gráfica fuerza-posición sombreada en la figura.

Imagen 7. Elaboración propia

 

 

En la práctica, las fuerzas en la naturaleza no son constantes, varían con la posición. Para calcular el trabajo se puede usar el área comprendida bajo la gráfica fuerza-posición. Por ejemplo, si representas una fuerza variable F_x en función de la posición x, el trabajo realizado por la fuerza F_x que actúa sobre un cuerpo que se mueve entre x₁ y x₂ es:

W = área bajo la curva

En el curso anterior también aprendiste que la energía cinética de un cuerpo se define como

 

donde m es la masa del cuerpo y v la velocidad a la que se mueve

El trabajo realizado por las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a la variación experimentada por su energía cinética (Teorema de las fuerzas vivas o de la energía cinética)

También aprendiste que los cuerpos poseen una energía asociada a su posición denominada energía potencial, .

La suma de la energía cinética y la energía potencial es la energía mecánica y para un sistema aislado, su energía mecánica permanece constante si no existen rozamientos.

Cuando el trabajo de una fuerza sobre un sistema mantiene constante su energía mecánica, dicha fuerza se denomina fuerza conservativa.

Si bajo la acción de una fuerza, la energía mecánica del sistema no se conserva, la fuerza es no conservativa o disipativa.

Son ejemplo de fuerzas conservativas, la gravitatoria, la elástica y la electrostática ( tres fuerzas que estudiarás en este curso).