Trabajo

Trabajo: Primera Definición.

• Transferencia de Energía.- Hemos visto que se puede modificar la Energía de un cuerpo (o Sistema) pero… ¿cómo se puede producir esta modificación? Existen dos formas distintas cualitativamente de realizar esta modificación, una a través de un TRABAJO de un cuerpo a otro (o del Ambiente al Sistema) o viceversa. La otra es través de CALOR.

Lo anterior implica que ni el Trabajo ni el Calor, son formas de Energía, son formas de TRANSFERIR energía de un cuerpo a otro.

• ¿Cuándo se realiza Trabajo?.- Desde el punto de vista físico, tanto el Calor como el Trabajo son los mecanismos que permiten modificar la energía del cuerpo. Pero, a diferencia de la Energía, los cuerpos no poseen Trabajo o Calor «guardado» que pueden utilizar. Estas magnitudes «aparecen» solo cuando se pretende variar una o varias formas de Energía del cuerpo (o Sistema) debido a otro cuerpo (o Ambiente).

Cada vez que se produce una variación de energía, en nuestro caso de Energía Cinética, Potencial Gravitatoria o Mecánica, diremos que se transfirió energía a través de un Trabajo de un cuerpo sobre otro (o del Ambiente sobre el Sistema).

• Trabajo y Variación de Energía.-

Aunque cada forma de energía está «asociada» a un trabajo particular, podemos escribir:

Escrito en forma resumida:

Podemos imaginarnos esta forma de transferencia a través de tres figuras según que sucede con la variación de energía del Sistema:

TRABAJO: Segunda Definición

Fuerza y Desplazamiento.- Los términos de la izquierda nos hablan de la variación de una energía de un cuerpo (o Sistema). ¿Y los de la derecha? Estos nos plantean que actúa una o varias fuerzas realizadas por otros cuerpos (exteriores al cuerpo que estamos estudiando o sea el Ambiente) y como varían las mismas con respecto a las diferentes posiciones del cuerpo.

Es lógico pensar que podemos unir ambas magnitudes (fuerza y desplazamiento) para obtener una nueva magnitud. Esa magnitud se llama: Ec.TRABAJO.

Escrito en una ecuación: Trabajo = Fuerza por Desplazamiento

Importante: Para utilizar esta ecuación:

• La fuerza es constante.

• La fuerza debe tener igual dirección que el desplazamiento.

• En caso de que tengan igual dirección pero diferente sentido debe atribuirle «signos» a las magnitudes.

• Situaciones:

Situación	Características	El trabajo es:	Figura:
1	La fuerza tiene igual sentido que el  desplazamiento.	Positivo (t>0)
2	La fuerza tiene sentido contrario al  desplazamiento.	Negativo (t<0)

• ¿Qué significa físicamente que el Trabajo es positivo? Para esto es necesario imaginarlos como afectaría la fuerza que actúa sobre el cuerpo al desplazamiento del mismo si SÓLO actuase la misma. Si el Trabajo sobre el cuerpo es “positivo” esto significa que la fuerza hace que el cuerpo se desplace más. Si la fuerza tiene sentido contrario, hace que el cuerpo se desplace menos (por ejemplo lo que sucede con la fuerza de rozamiento) y el Trabajo debe ser “negativo”.

• ¿Y si la fuerza no tiene igual dirección que el desplazamiento?.- Veamos la figura:

En ese caso, nos quedamos con la «componente» de la fuerza paralela al desplazamiento y obtenemos el Trabajo por la ecuación:

t = F_//.Dr

• ¿Cómo obtenemos la «componente de la fuerza”? Existen dos métodos para descomponer una fuerza, el gráfico, representando las fuerzas a escala y cuidando el ángulo y el analítico utilizando el coseno del ángulo::

En este caso no es necesario el «signo» en las magnitudes porque es el coseno de ángulo que nos dice si el Trabajo es positivo o negativo. Por eso escribimos el módulo de las magnitudes.