Trabajo

En mecánica clásica, el trabajo es un concepto asociado a la realización de una acción por medio de una fuerza, tal como mover un objeto o modificar su forma. Es una magnitud que nos indica la cantidad de energía transferida para llevar a cabo esta acción.

Más formalmente el trabajo es el producto escalar de una fuerza (vector) por un desplazamiento (vector). Al ser un producto escalar, el trabajo también es una magnitud escalar, siendo igual al producto de los módulos de ambos vectores por el coseno del ángulo que forman.



Si la fuerza es constante, calculamos el trabajo como:



W_F = Trabajo de la fuerza F [J]
F = Fuerza [N]
l = Desplazamiento [m]
θ = Ángulo [grados o radianes]


Cuando la fuerza no es constante el trabajo se calcula como la integral de la fuerza por el desplazamiento. Un ejemplo de trabajo realizado por una fuerza no constante es el realizado por la fuerza elástica, ya que esta depende del desplazamiento.



W_F = Trabajo de la fuerza F [J]
F = Fuerza [N]
l = Desplazamiento [m]

Unidad de trabajo

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad del trabajo es el joule y representa al trabajo realizado por una fuerza de un newton a lo largo de un metro:

Trabajo Nulo

Para que haya trabajo debe haber desplazamiento. Hay fuerzas que no realizan trabajo.

Algunos ejemplos

En el desplazamiento de un cuerpo sobre una superficie, la normal no realiza trabajo ya que el coseno del ángulo entre los vectores fuerza y desplazamiento vale cero. La fuerza peso no realiza trabajo en un desplazamiento horizontal. Si en cambio el cuerpo sube y baja volviendo al mismo lugar hay un trabajo positivo y otro negativo, por lo que tampoco se realiza trabajo volviendo al mismo punto.

El trabajo vale cero si

• Desplazamiento = 0
• Cos θ = 0
• F = 0

Trabajo negativo

El trabajo tiene signo negativo cuando la fuerza y el desplazamiento tienen sentido opuesto en el sistema de referencia.

Por ejemplo, si en nuestro sistema de referencia tenemos un desplazamiento positivo, el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento es de signo negativo.
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