Un hombre levanta una maleta de 25 kg hasta una altura de 50 cm.a) ¿cual es el trabajo realizado?b) si se queda parado durante 30 segundos sosteniendo la maleta, ¿ cual es el trabajo realizado?c) si camina a lo largo de 30 metros manteniendo la maleta a la misma altura ¿ cuanto trabajo efectuó?
Respuestas
Datos:
m = 25 kg
h = 50cm = 0,5 m
a) ¿cual es el trabajo realizado?
W = F*h
W = m*g*h
W = 25 kg* 9,8 m/sseg² *0,5 m
W = 20,10 joules
b) si se queda parado durante 30 segundos sosteniendo la maleta, ¿ cual es el trabajo realizado?
Como no se desplaza o sube el peso esta realizando una fuerza
F = P =25kg *9,8 m/seg² = 245 N
c) si camina a lo largo de 30 metros manteniendo la maleta a la misma altura ¿ cuanto trabajo efectuó?
W = F*d
W = 245N* 30m
W = 7350 joules
El trabajo de una fuerza (F) no es más que la energía que se le imparte a un cuerpo para desplazarlo de un punto a otro y está definido como:
W = F×d×cosθ
Donde d es el desplazamiento, F es la fuerza y θ es el ángulo que forman la fuerza y el desplazamiento. Sus unidades son el Joule.
Tenemos una maleta de 25 kg de masa (m = 25 kg):
a) Si el hombre levanta la maleta a una altura de d = 50 cm = 0.5 m, entonces realiza una fuerza igual al peso de la maleta, cuyo valor está dado por:
F = P
F = mg
F = 25 kg × 9.8 m/s²
F = 245 N
Nota en la figura que el ángulo formado por el desplazamiento y la fuerza es de θ = 0°, por tanto, el trabajo realizado es entonces:
W = F×d×cos θ
W = 245 N × 0.5 m ×cos 0°
W = 122.5 J → RESPUESTA a)
b) Si se queda parado durante 30 segundos sosteniendo la maleta, no hay desplazamiento alguno. Por tanto NO HAY TRABAJO. Note que de la definición de trabajo, si el desplazamiento es nulo, el trabajo también es nulo.
W = F×d×cos θ
W = F×0×cos θ
W = 0 J → RESPUESTA b)
c) Si mantiene la maleta a la misma altura y se desplaza horizontalmente 30 m, entonces NO HAY TRABAJO.
La fuerza que ejerce el hombre sobre la maleta actúa en el eje vertical compensando al peso, y el desplazamiento ocurre en el eje horizontal y a velocidad constante. Nota que el ángulo que forma el desplazamiento y la fuerza es de 90° y el cos 90° = 0:
W = F×d×cos θ
W = F×d×cos 90°
W = 0 J → RESPUESTA c)
