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Iniciación a la física

Autor: Manel Aljama Garcia
Curso:
9,47/10 (15 opiniones) |48159 alumnos|Fecha publicación: 22/03/2005
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Capítulo 9:

 Fuerzas produciendo trabajo: Energía mecánica.

Idea General

Se produce un trabajo mecánico (motor o resistente), cuando una fuerza se desplaza y ocasiona un movimiento.  Las unidades de trabajo son variadas; entre ellas el ergio, el julio (Joul) y kilogámetro son los más usados.  Se denomina Potencia al trabajo realizado en la unidad de tiempo y se mide con el Watio, el kilowatio, el kilográmetro segundo y caballo vapor entre otras.

Energía (cinética y potencial) es la capacidad para producir un trabajo.  El trabajo en los seres vivos, resulta de la aplicación de la energía consumida a los múltiplos de los movimientos.

Gran parte de la energía se convierte en calor que eleva la temperatura del cuerpo en unos animales, o se pierde casi todo en los demás y en las plantas.

Trabajo mecánico

Hay trabajo siempre que se aplica una fuerza que vence una resistencia y produce un movimiento.  Los elementos del trabajo son la fuerza, la resistencia que hay que vencer y el movimiento que se produce. 

Al calcular el valor del trabajo puede darse que:

·       La fuerza que se aplica tiene la misma dirección que el movimiento que produce.  En este caso el trabajo es T = f *e

·       La fuera realizada no tiene la misma dirección que la del movimiento, ni dirección perpendicular a él, en este caso se calcula multiplicando intensidad de la fuerza por la resultante del camino recorrido por el cuerpo

·       La dirección de la fuerza es perpendicular a la dirección del movimiento. No hay trabajo.

Cuando se realiza un trabajo llamamos Tm, Trabajo Motor es la fuerza que se aplica y hace mover al cuerpo y es Tr, Trabajo Resistente que actúa en sentido contrario y es igual a Tm.

Tm  = Tr

Unidades de medida

Se obtienen multiplicando unidades de fueraza por unidades de espacio. 

La unidad de fuerza es la dina , que es la fuerza que aplicada a un gramo-masa, le produce una aceleración de un centímetro por segundo, durante un segundo.

La unidad de trabajo es el ergio, y corresponde al trabajo realizado por la fuerza de una dina, al desplazar su punto de aplicación un centímetro.  Como es muy pequeña se usa el Joul (10.000.000 de ergios) y el kilojoul.

Otra medida es el kilográmetro, o trabajo que realiza una fuerza de un kilogramo para desplazar su punto de aplicación un metro.  Un kilográmetro equivale a 9,8 Jouls

Concepto de Potencia

Hablamos de potencia cuando relacionamos trabajo realizado con tiempo empleado. Siendo W la potencia, T el trabajo y t el tiempo tenemos:

Fuerzas produciendo trabajo: Energía mecánica.  y en unidades de medida será Fuerzas produciendo trabajo: Energía mecánica.

Otras unidades de medida

1 Kilowatio = 1000 wats

1 Kgm  = 9,8 wats

Fuerzas produciendo trabajo: Energía mecánica.

Energía cinética y potencial

Por energía se conoce la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo.  La energía sepuede manifestar de muchas  formas, aquí destacamos:

Energía cinética que es la energía de un cuerpo en movimiento, se mide como el trabajo y depende de la masa del cuerpo que se mueve y su velocidad.

La energía potencial no se manifiesta por un movimiento y la poseen los cuerpos según su posición u otras condiciones.  Esta energía producirá trabajo si previamente se transforma: muelle elástico, agua de un embalse, etc.

Medida de energía cinética

Fuerzas produciendo trabajo: Energía mecánica.

Producción de trabajo en los seres vivos

Considerados desde un punto de vista mecánico los seres vivos son máquinas que transforman la energía que reciben y producen trabajo.  De la energía que forma parte del alimento, el ser vivo aprovecha por término medio un 20 % en producir trabajo.  El resto se degrada y convierte en calor.

Capítulo siguiente - Las máquinas I.
Capítulo anterior - Movimiento variado.

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