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Son múltiples los ejemplos que evidencian la estrecha relación entre trabajo y energía. Desde la antigüedad estos términos se han relacionado con la aplicación de fuerzas. Son ejemplos de esto, el empleo desde épocas muy de máquinas simples, para aumentar o disminuir la fuerza aplicada y variar su dirección.

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Las máquinas simples son partes fundamentales de maquinarias mucho más complejas. Además en la vida cotidiana tienen grandes aplicaciones

Ejemplos: Las poleas, las palancas, los tornillos, son muy utilizados en la construcción de diferentes maquinarias, ejemplo de esto lo constituyen las grúas. Las partes que constituyen a las tijeras, alicates y otras herramientas, son palancas y su principio de funcionamiento es el de este tipo de máquina simple.

Uno de los procesos mediante el cual se transmite y transforma la energía es el trabajo mecánico. El concepto de trabajo con que operan los seres humanos no siempre coincide con el que tiene este proceso para la física. Para la realización de trabajo mecánico es preciso que los puntos donde están aplicadas las fuerzas se desplacen. Mientras mayores sean las fuerzas y los desplazamientos, mayor será la energía transformada o transmitida y en consecuencia, el trabajo realizado. Bajo la acción de la fuerza resultante, el bloque se desplaza por la superficie horizontal por donde se desplaza el bloque.

 

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Para calcular el trabajo realizado, cuando la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección y sentido, se multiplica la fuerza aplicada por el desplazamiento realizado por el cuerpo durante la aplicación de la fuerza. Si la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección se dice que son colineales, este es el caso de las figuras (a) y (b).

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En el primer ejemplo la fuerza que realiza trabajo es la grúa al levantar la carga y en el segundo caso es el buey. En ambos la fuerza y el desplazamiento se realizan en la misma dirección y en el mismo sentido. Si la fuerza actúa perpendicularmente al desplazamiento, entonces no se realiza trabajo. En la figura se muestra una alzadora que levanta una carga. Esta es levantada por la acción que ejerce la alzadora y esta acción provoca un desplazamiento en la dirección de la fuerza.

Ejemplos. - la grúa realiza trabajo, bajo la acción de la fuerza aplicada sobre la carga, esta recorre cierta distancia, o sea se desplaza.

- un atleta levantador de pesas, cuando mantiene las pesas en reposo en lo alto, no realiza trabajo. En este caso se aplica una fuerza, pero no se desplaza el cuerpo.

- un cuerpo que se mueva por inercia, o sea donde la fuerza resultante es cero, no realiza trabajo mecánico

El trabajo mecánico es una magnitud escalar y su unidad es el joule (J) y 1J=1N·m.

 

 Otros ejemplos donde se realiza trabajo mecánico
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La fuerza que ejerce la alzadora mientras levanta la carga de caña, realiza trabajo.






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Bajo la acción de la fuerza que ejerce el buey se desplaza el arado, y remueve la  tierra.

En ambos ejemplos, la fuerza y el desplazamiento se realizan en la misma dirección y en el mismo sentido.


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CN_Rec.Im.1 Actividades de aprendizaje

1. Analiza las siguientes situaciones y determina en cuáles se realiza trabajo:

a) Se lanza un bloque sobre una mesa horizontal, y al cabo de cierto tiempo, se detiene.

b) Un bloque se encuentra en reposo apoyado sobre una mesa

c) Se levanta una maleta desde el suelo hasta cierta altura

d) La Tierra se mueve alrededor del Sol

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Bibliografía

Colectivo de autores. Enseñanza de la física elemental. Ed. Pueblo y Educación. 2002

Microsoft Encarta. DVD. 2006

Colectivo de autores. Ahorro de Energía y Respeto Ambiental; bases para un futuro sostenible.