mecanica

1. TRABAJO MECANICO.
En física la palabra trabajo no tiene el mismo significado que en el lenguaje cotidiano. Por ejemplo, cuando
sostenemos una maleta estamos realizando un esfuerzo, pero no realizamos trabajo.
¿Qué es el trabajo?
Se define trabajo (W) como el producto de la fuerza aplicada (F) por la distancia (s) que
recorre esa fuerza en su misma dirección:
W=F·s
El trabajo es el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida
Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, deben cumplirse dos condiciones:
Que se ejerza una fuerza.
Que esta se realice a lo largo de un desplazamiento que no sea perpendicular a la fuerza.
Cuando la fuerza que se realiza tiene la misma dirección y sentido que el desplazamiento, el trabajo es
positivo:
W=F·s
Si esta fuerza tiene la misma dirección que el desplazamiento, pero sentido opuesto, su valor es negativo:
W = -F · s
Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el valor del trabajo es nulo:
W=0
El trabajo depende del valor de la fuerza, del desplazamiento del cuerpo y de la dirección o
ángulo que forme la fuerza aplicada con el desplazamiento.
Si la fuerza forma un ángulo comprendido entre 0° y 90°, el trabajo es positivo y varía desde
su valor máximo (0°) hasta 0 (90°).
Si el ángulo está comprendido entre 90° y 180°, el trabajo es negativo y varía entre 0 y el
mayor valor negativo.
De forma general se puede expresar el trabajo en función del ángulo que forma la fuerza con
el desplazamiento utilizando la función trigonométrica coseno de un ángulo (cos α):
W = F · s · cos α
La unidad de trabajo en el Sistema Internacional (SI) es el julio ( J)· Un julio es el trabajo
necesario para trasladar una fuerza de 1 N un espacio de 1 m.
1J=1N·1m

2. Evidentemente, al ser el trabajo un intercambio de energía mecánica, las unidades de trabajo
son las mismas que las de energía.
TRABAJO MECÁNICO. Es la transmisión del movimiento ordenado, de un participante a otro con
superación de la resistencia.
Matemáticamente “El trabajo es igual al producto del desplazamiento por la componen te de la fuerza a lo
largo del desplazamiento.
WF AB = (F cos ) d F sen F
F
F cos
d
A B
Casos.
a. Si la fuerza está en sentido del movimiento, el trabajo es WFAB = (F cos0º) d o WFAB = Fd
b. Si la fuerza es perpendicular al movimiento, el trabajo es: WFAB = (F cos 90º) d . WFAB = 0
c. Si la fuerza está en sentido contrario al movimiento el trabajo esw: WFAB = (Fcos 180º) d
WFAB = - Fd

3. Unidades del trabajo en el SI: Joule (J), además existe unidades adicionales al Joule:
A- Sistema Absoluto
F d W
CGS Dina Cm Ergios
MKS Newton M Joule
FPS Poundal Pie Poundal.pie
B. Sistema gravitatorio
F d W
CGS g Cm - cm
MKS Kg M -m
FPS lb Pie - pie
Equivalencias. 1 Joule = 107 ergios = 0,102 -m 1 -m = 9,8 Joule 1 lb-pie = 32,2 Poundal-pie
POTENCIA
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En física, potencia (símbolo P) 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:
La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de
tiempo Δt se aproxima a cero.
Donde
P = potencia W = trabajo t = Tiempo V = velocidad F = Fuerza
P= pero: W = Fd . Luego P = P = FV Si V = cte.
Unidad de potencia en SI: Watt o Vatio
Sistema absoluto.
FW t P
CGS Ergios S Ergios/s
MKS Joule S Watts
FPS Poundal.Pie S Poundal.pie

4. Sistema gravitatorio
W T P
CGS g.cm g.cm/s
MKS kg.m s kg.m/s
FPS lb.pie lb.pie/s
Unidades comerciales.
CV = Caballo de Vapor H:P = Caballo Fuerza kw = kilowatt.
Equivalencias.
1kw = 1000 Watts 1 CV = 735 Watts = 75 Kg.m/s 1 HP = 746 Watts = 550 lb.pie/s
1Watt = 0,102 kg.m/s
Unidad especial de trabajo 1kw-h = 3,6 x 106 Joule = kilowatt Hora.
Eficiencia o Rendimiento (n). Es aquel factor que nos indica el máximo rendimiento de una
máquina o es el grado de perfección alcanzado por una máquina.
La potencia que genera una máquina no es transformada en su totalidad en la que la persona desea ,
sino que una parte del total se utiliza dentro de una máquina, generalmente se comprueba mediante el
calor disipado. n=
PE = PU + PP
ENERGÍA.
En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y
economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para
extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las
transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo,
deformarlo o calentarlo.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en
la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.

5. La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el S.I. es el julio (J).
Energía cinética de una partícula
La energía cinética depende del movimiento relativo de un cuerpo con respecto a un sistema
de referencia, será por lo tanto Energía Relativa. donde m es la masa y v es
la velocidad del cuerpo. Se considera la consecuencia de la acción de una fuerza, por que
cuando una fuerza externa actúa sobre una partícula o un sistema de partículas en equilibrio
produce un cambio en la energía cinética.
En mecánica clásica la energía cinética se puede calcular a partir de la ecuación del trabajo y la
expresión de una fuerza F dada por la segunda ley de Newton:
ENERTGIA POTENCIAL
Se conoce como energía potencial a la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de
acuerdo a la configuración que tenga en el sistema de cuerpos que ejercen Fuerzas entre sí. En otras
palabras, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la
posición del cuerpo.
Definición de energía mecánica.
La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos
sometidos a la acción de fuerzas.

6. Hace referencia a las energías cinética y potencial.
Energía cinética.
Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad
según la ecuación:
Ec = ½ m . v2
Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.
Energía potencial.
Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la
altura y el peso del cuerpo según la ecuación:
Ep = m . g . h = P . h
Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un
planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende
de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.
Tipos de energía potencial.
Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.
Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor.
Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara.
En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías como por ejemplo la piedra que cae
desde un edificio: tiene energía potencial porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos
la irá perdiendo (disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad, que
cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad.
Las energías cinética y potencial se transforman entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en
determinadas condiciones permanece constante.
Demostración de la ecuación de la energía mecánica.
Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo:

7. E m = ½ m . v2 + m . g . h
Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton:
F=m.a
Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración.
También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con aceleración y una de
sus fórmulas que lo demuestran
vf2 = vo2 + 2 . a . Δx
EM = Ek + Ep
PRINCIPIO DE LA CONSERVACION DE LA ENERGÍA. “La energía no se crea ni se destruye
solo se transforma”
Conservación de la Energía Mecánica. Cuando las fuerzas que actúan en un cuerpo son
conservativas, l<a energía mecánica del cuerpo permanece constante.
Ema = EMb =EMc = cte.
Formula de trabajo Energía.
Ekf = Energía cinética final Eko = Energía cinética inicial.
EPf = Energía potencial final EPo = Energía potencial inicial.