Trabajo

Para llevar a cabo el trabajo sobre un objeto, debe haber una fuerza ejercida sobre el objeto y �ste debe moverse en la direcci�n de la fuerza. La energ�a es necesaria para hacer el trabajo y la unidad b�sica de energ�a del SI es el julio, la cantidad de energ�a requerida para ejercer una fuerza de 1 Newton a trav�s de una distancia de 1 metro (1 julio = 1 newton metro).

Para el caso especial de una fuerza constante, el trabajo se puede calcular multiplicando la distancia por el componente de la fuerza que act�a en la direcci�n del movimiento.

Ejemplo de Trabajo

Para llevar a cabo el trabajo sobre un objeto debe haber una fuerza ejercida sobre el objeto y �ste debe moverse en la direcci�n de la fuerza.

Puede entrar datos, para cualquiera de las cantidades de abajo. Cuando se finalice la entrada de datos, haga clic sobre el texto de la cantidad que desee calcular en la ilustraci�n de arriba. Los datos en los tres campos, no se forzar�n a ser consistentes, hasta hacer clic sobre la cantidad que desee calcular.

Para el caso especial de una fuerza constante, el trabajo se puede calcular multiplicando la distancia por el componente de la fuerza que act�a en la direcci�n del movimiento.

Trabajo

Para una fuerza constante F que mueve un objeto en l�nea recta desde x₁ a x₂ , el trabajo realizado por la fuerza se puede visualizar, como el �rea abarcada por la l�nea de fuerza de abajo.

Para un caso mas general de una fuerza variable F(x) la cual es una funci�n de x, el trabajo es a�n el �rea bajo la curva de fuerza, y su expresi�n viene a ser una integral.

Cuando una Fuerza No Realiza Trabajo

Una fuerza sin movimiento o una fuerza perpendicular al movimiento, no realiza trabajo.

Estos dos ejemplos de fuerzas que no realizan trabajo, son parad�jicos. Ciertamente uno se puede sentir fatigado cuando realiza cualquiera de ellos, de modo que �como puede decir que no se ha realizado trabajo?.

En el caso de la izquierda, no importa cu�n duro o el tiempo que ha empujado, si la caja no se mueve, entonces usted no ha hecho trabajo alguno sobre el caj�n. �Todav�a permanece en el mismo lugar! � Por que se siente fatigado ( as� como frutrado, etc.)?. La soluci�n a este dilema se presenta considerando que, cuando los m�sculos se utilizan para ejercer una fuerza sobre algo, las fibras musculares individuales se encuentran en un proceso continuo de contracci�n y relajaci�n, para mantener el resultado neto colectivo de una fuerza constante sobre un objeto externo. Esa contracci�n y relajaci�n muscular, constituye un trabajo interno de su cuerpo. La energ�a se presenta como el calentamiento en el tejido muscular, pero si la caja no se mueve, a�n no existe un trabajo neto sobre la caja.

El ejemplo de la derecha es otra paradoja est�ndar en la definici�n de trabajo. Si la caja la est� llevando a una velocidad constante, entonces no es necesaria ninguna fuerza neta que para mantener el movimiento. La fuerza ejercida por la persona es una fuerza hacia arriba igual al peso de la caja, y esa fuerza es perpendicular al movimiento. Si no hay movimiento en la direcci�n de la fuerza, entonces no se realiza ningun trabajo por esa fuerza. Sin embargo, usted seguramente siente que est� haciendo un trabajo si lleva una caja pesada. La resoluci�n de la paradoja es similar al primer ejemplo -los m�sculos deben mantener una tensi�n adicional para permanecer de pie, bajo el peso de la carga-. Esto requiere una mayor cantidad de contracci�n y liberaci�n de fibras musculares, y por lo tanto, trabajo interno de nuestro cuerpo. Pero el trabajo realizado sobre la caja es cero, ya que al moverse en l�nea recta a velocidad constante, su energ�a permanece siendo la misma.

Hay muchos ejemplos importantes de fuerzas que no realizan trabajo, porque ellas actuan perpendicular al movimiento. En el movimiento circular, la fuerza centr�peta siempre actua en �ngulo recto al movimiento. Cambia la direcci�n del movimiento, pero no efectua trabajo sobre el objeto. Esto se puede aplicar a cualquier �rbita circular.