Relación del trabajo con la energía cinética de un cuerpo
Recuerda que... :
Si sobre un cuerpo actúa una fuerza constante (puede ser la resultante de un sistema de fuerzas) esta le comunica al cuerpo una aceleración, lo que origina que el cuerpo se desplace, luego, podemos afirmar que: esta fuerza realiza trabajo mecánico y que existe cierta relación entre el trabajo mecánico realizado por la fuerza y la energía cinética del cuerpo.
¿Qué relación existe entre el trabajo realizado por la fuerza resultante y la energía cinética?
Estudio de caso :
Para indagar en la relación existente entre el trabajo y la energía cinética que experimenta un cuerpo nos apoyaremos en una situación de la vida:
Un camión de masa 7 000 kg se mueve con una velocidad de 20 m/s cuando una fuerza de módulo 20 000 N se aplica sobre los frenos y este recorre 70 m hasta detenerse.
a) ¿Cuál es el trabajo realizado por esta fuerza, si actúa en la misma dirección y en sentido opuesto al desplazamiento ?
Análisis
La fuerza que hace que el cuerpo se detenga forma un ángulo de 180 0 con el desplazamiento del camión. Conociendo los valores de la fuerza aplicada que hace que la velocidad del camión disminuya y el desplazamiento del camión podemos determinar el trabajo realizado por la fuerza si actúa en la misma dirección y en sentido opuesto al desplazamiento.
Resolviendo
b) Calcula la energía cinética inicial y final del camión
Activando la lupita que aparece en cada imagen del recuadro, podrás observar al detalle el contenido de la imagen.
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c) Calcula la variación de la energía cinética ( Δ Ec )
Es posible calcular la variación de la energía cinética del camión restando la energía cinética final menos la energía cinética inicial, así:
Luego,
W = F·Δs · cos α
Wres = ΔEc
Fundamental :
El trabajo de la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación de la energía cinética que este experimenta.
W = Ec – Ec0
W = ΔEc
Energía cinética de un cuerpo
es una magnitud escalar
es la medida del movimiento mecánico del cuerpo
indica el “W” que debe realizar la “FR” para comunicarle la velocidad correspondiente
siempre es positiva
: Problema resuelto
¿Qué trabajo es necesario realizar para que un tren que se mueve con una velocidad de 72 km/h, aumente su velocidad hasta 108 km/h si la masa del tren es 1000 t?
Activando la lupita que aparece en cada imagen del recuadro, podrás observar al detalle el contenido de la imagen.
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: Relación del trabajo con la energía cinética de un cuerpo
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