Física - 3º C.B.

La siguiente situación muestra un cuerpo que es arrastrado sobre una superficie horizontal, sometido a la acción de una fuerza (siendo esta fuerza constante), esta fuerza forma un ángulo α con la dirección del movimiento (Figura 1).

Observar que el cuerpo experimentará un cambio en su velocidad, porque al estar actuando sobre él una fuerza neta está acelerado (por tanto cambiará su Ec).

El cuerpo se desplaza un cierto ,  como muestra la figura 2:

En la ecuación de definición de trabajo,es el módulo del vector fuerza, es el módulo del vector desplazamiento, y α es el ángulo formado entre los vectores fuerza y desplazamiento. Para simplificar la notación en la ecuación de trabajo se puede escribir:

Donde F y Δx representan el módulo de la fuerza y el desplazamiento respectivamente.

Al analizar la ecuación del trabajo se puede deducir su unidad de medida, es el producto entre la fuerza cuya unidad es el N (Newton),  el desplazamiento cuya unidad es el m (metro) y el coseno de un ángulo que es una magnitud adimensionada (no tiene unidades). Por tanto, la unidad resultante de dicho producto es: N.m, a esta unidad se le denomina J (Joule) en honor al físico inglés James P. Joule (siglo XIX) quien realizó estudios diversos sobre la energía.

Unidad de trabajo:

Ejemplo:

Sobre un cuerpo actúa una fuerza en la dirección de su movimiento como se ve en la Figura 3. Como consecuencia el cuerpo se desplaza la distancia entre los puntos A y B, indicada por el vector desplazamiento (Figura 4).

Se llamaa la fuerza porque actúa en la dirección del eje x, el ángulo formado entre la fuerza y el vector desplazamiento en este caso α = 0°. Para determinar el trabajo se puede plantear:

El cos 0° = 1, por tanto el trabajo realizado por una fuerza constante que actúa en la dirección del movimiento se determina: