EJERCICIOS DE TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA

Veamos un ejercicio.

Una caja de 40 kg se arrastra 30 m por un piso horizontal, aplicando una fuerza constante Fp = 100 N ejercida por una persona. Tal fuerza actúa en un ángulo de 60º. El piso ejerce una fuerza de fricción o de roce
Fr = 20 N. Calcular el trabajo efectuado por cada una de las fuerzas Fp, Fr, el peso y la normal. Calcular también el trabajo neto efectuado sobre la caja.

Solución: Hay cuatro fuerzas que actúan sobre la caja, Fp, Fr, el peso mg y la normal (que el piso ejerce hacia arriba).

El trabajo efectuado por el peso mg y la normal N es cero, porque son perpendiculares al desplazamiento (=90º para ellas).

El trabajo efectuado por Fp es: 
Wp = Fpxcos (usando x en lugar de d) = (100 N)(30 m)cos60º = 1500 J.

El trabajo efectuado por la fuerza de fricción Fr es: 
Wr = Frxcos180º = (20 N)(30 m)(-1) = -600 J.

El ángulo entre Fr y el desplazamiento es 180º porque fuerza y desplazamiento apuntan en direcciones opuestas.

El trabajo neto se puede calcular en dos formas equivalentes:

• Como la suma algebraica del efectuado por cada fuerza:
  W_NETO = 1500 J +(- 600 J) = 900 J.
• Determinando primero la fuerza neta sobre el objeto a lo largo del desplazamiento:
  F_(NETA)x= Fpcos - Fr
  y luego haciendo
  W_NETO = F_(NETA)xx = (Fpcos - Fr)x
  = (100 Ncos60º - 20 N)(30 m) = 900 J.

Volviendo al tema de la energia, un objeto en movimiento tiene la capacidad de efectuar trabajo, y por lo tanto se dice que tiene energia. Por ejemplo un martillo en movimiento efectúa trabajo en el clavo sobre el que pega. En este ejemplo, un objeto en movimiento ejerce una fuerza sobre un segundo objeto y lo mueve cierta distancia.

Esta energia de movimiento se llama Energia Cinetica.

Energia Potencial: presionar este enlace Energia Potencial.

Potencia: Ver nuestro enlace sobre el concepto e ilustraciones de Potencia