Descubre en este artículo la definición de trabajo en física, uno de los conceptos fundamentales de la mecánica, con ejemplos sencillos y fáciles de entender.
Definición de Trabajo en Física
En física, el trabajo se define como una fuerza que causa el movimiento (o desplazamiento) de un objeto. En el caso de una fuerza constante, el trabajo es el producto escalar de la fuerza que actúa sobre un objeto y el desplazamiento causado por esa fuerza. Aunque tanto la fuerza como el desplazamiento son cantidades vectoriales, el trabajo no tiene dirección debido a la naturaleza de un producto escalar (o producto puntual) en la matemática vectorial. Esta definición es consistente con la definición correcta porque una fuerza constante se integra simplemente al producto de la fuerza y la distancia.
Siga leyendo para conocer algunos ejemplos de trabajo de la vida real, así como también cómo calcular la cantidad de trabajo que se está realizando.
Ejemplos de trabajo
Hay muchos ejemplos de trabajo en la vida cotidiana. El Aula de Física señala algunos: un caballo tirando de un arado a través del campo; un padre empujando un carrito de la tienda de comestibles por el pasillo de una tienda de comestibles; una estudiante levantando una mochila llena de libros sobre su hombro; un levantador de pesas levantando una barra sobre su cabeza; y un olímpico lanzando el lanzamiento.
En general, para que ocurra el trabajo, se debe ejercer una fuerza sobre un objeto que hace que se mueva. Entonces, una persona frustrada que empuja contra una pared, solo para agotarse, no está haciendo ningún trabajo porque la pared no se mueve. Sin embargo, un libro que se caiga de una mesa y golpee el suelo se consideraría trabajo, al menos en términos físicos, porque una fuerza (gravedad) actúa sobre el libro y hace que se desplace hacia abajo.
Lo que no es trabajo
Curiosamente, un camarero que lleva una bandeja por encima de su cabeza, sostenido por un brazo, mientras camina a paso firme por la habitación, podría pensar que está trabajando duro. (Incluso podría estar sudando). Pero, por definición, no está haciendo ningún trabajo. Es cierto que el camarero está utilizando la fuerza para empujar la bandeja por encima de su cabeza, y también es cierto que la bandeja se mueve a través de la habitación mientras el camarero camina. Pero, la fuerza, el levantamiento de la bandeja por parte del camarero, no hace que la bandeja se mueva. Para causar un desplazamiento, debe haber un componente de fuerza en la dirección del desplazamiento.
Trabajo de cálculo
El cálculo básico del trabajo es en realidad bastante simple:
W = Fd
Aquí, «W» significa trabajo, «F» es la fuerza y »d» representa el desplazamiento (o la distancia que recorre el objeto). Física para niños da este problema de ejemplo:
Un jugador de béisbol lanza una pelota con una fuerza de 10 Newtons. La pelota viaja 20 metros. ¿Cuál es el trabajo total?
Para resolverlo, primero debe saber que un Newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una masa de 1 kilogramo (2.2 libras) con una aceleración de 1 metro (1.1 yardas) por segundo. A Newton generalmente se abrevia como «N.» Por lo tanto, utilice la fórmula:
W = Fd
Así:
W = 10 N * 20 metros (donde el símbolo «*» representa tiempos)
Asi que:
Trabajo = 200 julios
Un joule, un término usado en física, es igual a la energía cinética de 1 kilogramo que se mueve a 1 metro por segundo.
