FISICA

TRABAJO…

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.¹ El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra  W   (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.

Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,² nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.

Matemáticamente se expresa como:

W = F • D = F • d cosβ

Donde F   es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y β es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento (véase dibujo).

Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

UNIDADES DE TRABAJO

Sistema Internacional de Unidades

• Julio o joule, unidad de trabajo en el SI
• Kilojulio: 1 kJ = 10³ J

Sistema Técnico de Unidades

• kilográmetro o kilopondímetro (kgm) = 1 kilogramo-fuerza x 1 metro = 9,80665 J

Sistema Cegesimal de Unidades

• Ergio: 1 erg = 10^-7 J

Sistema anglosajón de unidades

• Termia inglesa (th), 10⁵ BTU
• BTU, unidad básica de trabajo de este sistema

Sistema técnico inglés

• Pie-libra fuerza (foot-pound) (ft-lb)

EJEMPLO

Si el objeto se desplaza de A a B:

Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º, 90º, 135º, 180º.

• Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es positivo
• Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
• Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo

POTENCIA

En física, potencia (símbolo P)¹ es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Si ΔW es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:

P = ΔW / Δt                                                                                                                               

La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo Δt se aproxima a cero

UNIDADES DE POTENCIA

• Sistema Internacional (SI):
• Vatio, (W):
• Sistema inglés:
• caballo de fuerza o caballo de potencia, horse power en inglés, (HP)
• 1 HP = 550 ft·lbf/s
• 1 HP = 745,699 871 582 270 22 W
• Sistema técnico de unidades:
• kilográmetro por segundo, (kgm/s)
• 1 kgm/s = 9,80665 W

• Sistema cegesimal
• ergio por segundo, (erg/s)
• 1 erg/s = 1x10^-7 W
• Otras unidades:
• caballo de vapor, (CV)
• 1 CV = 75 kgf·m/s = 735,49875 W