EL TRABAJO

EL TRABAJO (W)

El trabajo realizado por una fuerza se define como producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento.

En el trabajo intervienen tres magnitudes: la fuerza (F), el desplazamiento (Δx) y el ángulo entre estos dos.

Su unidad en el SI es el joule, J.

Por lo tanto llegamos a la conclusión de que W= F.Δx.cosα, es decir, es el producto escalar entre el vector fuerza y el vector de delta x.

Pero para que se pueda realizar un trabajo se deben cumplir dos condiciones:

1. Que la fuerza actúe a la vez que se mueve el cuerpo
2. Que la fuerza no sea perpendicular al desplazamiento, porque sino entre el desplazamiento y la fuerza se forma un ángulo de 90º y como su coseno es 0, toda la operación dará 0, por lo tanto no habrá trabajo. UN ejemplo donde ocurre esto es en el movimiento circular , ya que el desplazamiento es tangente siempre a la fuerza normal

El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo dependiendo del ángulo que haya entre el desplazamiento y la fuerza:

• Si α <90º el trabajo es positivo.
• Si α =90º el trabajo es nulo, no hay trabajo.
• Si α >90º el trabajo es negativo, esto sucede cuando tenemos en cuenta el rozamiento porque siempre tendrá sentido opuesto al movimiento.

Ejemplo:

En esta imagen podemos observar que se está realizando un trabajo porque se está aplicando una fuerza determinada a un cuerpo que está en movimiento y entre estos dos hay un ángulo de 60º.

Cómo resolver un ejercicio de momento lineal

Para poder entender cómo resolver un ejercicio de momento lineal, vamos a poner un ejemplo de un ejercicio. El enunciado es el siguiente:

Una bola de billar con velocidad 0,75 m/s choca contra otra que estava en reposo sobre la mesa. Después de la colisión, la primera bola se mueve con una velocidad de 0,6m/s i su velocidad se ha desviado 15º. Si las dos bolas tienen la misma masa, con que velocidad y dirección irá la segunda bola?

Para empezar, lo importante es entender el enunciado. Para ello, nos podemos ayudar de un dibujo como el siguiente:

 

Como en este problema no se aplica ninguna fuerza externa, se conserva el momento lineal. Esto quiere decir que es el mismo antes y después del choque. 

Partimos de la fórmula del momento lineal p=mv. Expresamos el momento antes y después del choque para las dos bolas e igualamos las fórmulas. Como la masa es la misma para las dos bolas podemos poner m en vez de m1 y m2.

Tomamos el eje X en la dirección inicial del movimiento y calculamos la v2 en ese eje. 

Después hacemos lo mismo con el eje Y. 

_{Cuando tenemos la velocidad final de la bola 2 en los dos ejes, utilizamos Pitágoras para calcular su módulo total. Así obtenemos que su velocidad es 0,23m/s.}

_{Para calcular el ángulo con el que se desvia la velocidad de la segunda pelota utilizamos la fórmula de la tangente.}

_{En cualquier problema de momento lineal es importante saber si el momento se conserva o no y saber hacer un dibujo de lo que nos dice el enunciado.}