Una persona levanta un bulto de cemento de 490 N desde el suelo hasta colocarlo en su hombro a una altura de
1.70m
a) ¿Qué trabajo realiza?
b) Si se queda parado 30s, ¿Cuánto trabajo realiza?
c) Si mantiene el bulto sobre su hombro y camina 5m ¿Cuánto trabajo realiza?
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
a)
W = F · d · cos α
Si el peso del bulto es 490 N (fuerza dirigida hacia abajo), la fuerza mínima que ha de hacer es 490 N dirigida hacia arriba. El bulto queda sometido a dos fuerzas iguales y opuestas y sube hasta el hombro con movimiento uniforme.
La distancia que recorre es 1,70 m
El ángulo α es el que forma la fuerza que hace la persona con la distancia recorrida por el bulto. Como ambos son verticales y dirigidos hacia arriba, α = 0, y cos α = 1.
W = 490 · 1,70 · 1 = 833 J
b)
Ahora la distancia recorrida es nula, así que
W = F · d · cos α = 0 J, al ser d = 0
c)
Ahora la fuerza es la misma (vertical hacia arriba), la distancia recorrida es 5 m horizontalmente, y el ángulo que forma la fuerza con el camino recorrido es 90 y cos 90 = 0.
W = F · d · cos α = 490 · 5 · 0 = 0 J
El trabajo que realiza la persona es:
a) Por levantar el saco, T = 833 J.
b) Al permanecer parado, T = 0.
c) Al caminar 5m, T = 0.
¿Qué es el trabajo?
El trabajo es una magnitud derivada del sistema internacional de unidades, SI, y se corresponde con la capacidad que tiene un proceso de transformar la energía.
El trabajo se mide en Joule, el cual establece el trabajo que es realizado por una fuerza con lo cual se provoca un desplazamiento en la misma dirección y sentido de la fuerza aplicada. El trabajo se puede calcular mediante la fórmula:
Trabajo = F.d.cos(θ)
En nuestro caso, se tienen tres escenarios:
- Al levantar el saco, la persona provoca un desplazamiento que tiene la dirección y sentido de la fuerza aplicada: T = 490N.1,7m.cos(0º) = 833 J
- Al estar parado no hay desplazamiento: T = 490N.0 = 0
- Al caminar 5 metros, la fuerza y el desplazamiento son ortogonales: T = 490N.5m.cos(90º) = 0
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