Trabajo
Trabajo mecánico
Es una magnitud que resulta directamente proporcional a la fuerza aplicada y a la distancia recorrida por el cuerpo por acción de dicha fuerza.
F . d
Cuando la dirección de la fuerza aplicada F forma un ángulo con el camino recorrido por el punto de aplicación :
T= F . cos α . d
Unidades de trabajo
Las unidades de trabajo se obtienen realizando el producto entre las unidades de fuerza y las unidades de distancia.
Sistema c.g.s.
[T] = [F] . [d]
[T] = dyn . cm = ergio
Ergio : es el trabajo realizado por una fuerza de una dina cuando su punto de aplicación se desplaza un cm sobre su recta de acción,
Sistema M.K.S.
[T] = N . m = J (joule)
Joule : es el trabajo realizado por una fuerza de un Newton cuando su punto de aplicación se desplaza un metro sobre su recta de acción.
Sistema Técnico
[T] = kg→. m = kgm (kilográmetro)
Kilográmetro : es el trabajo realizado por una fuerza de un kilogramo fuerza cuando su punto de aplicación se desplaza un metro
sobre su recta de acción.
Equivalencias entre unidades
- Equivalencia entre kilográmetro y joule
1 kgm | 1 kg→.m |
1 Joule | 1 Newton. m |
1 kgm | 9,8N.m = 9,8 J |
- Equivalencia entre joule y ergio
1 joule | 1 N. m |
1 ergio | 1 dyn .cm |
1 joule | 105dyn . 100 cm = 107erg. |
1kgm | 9.8 joule |
1 joule | 107ergio |
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Potencia
Es el trabajo realizado en la unidad de tiempo
P = T t |
P = Potencia
T = Trabajo
t = tiempo
Unidades de potencia
Sistema | unidad de potencia |
c.g.s. | erg |
M.K.S. | Joule = (watt o vatio) s |
técnico | kgm s |
El C.V. caballo vapor se emplea para medir la potencia
1 C.V. = 75 kgm s |
El C.V. es prácticamente igual al caballo de fuerza H.P. medida de potencia del sistema inglés.
Equivalencia entre el caballo vapor y watt
Si 1 C.V. = 75 kgm
s
resulta 1C.V. = 75 . 9,8 J = 735 W
s
1 C.V. = 735 W |
Si sabemos que 1 kilowatt (kW) = 1000 watt
luego:
1 C.V. = 0,735 kW |
Kilowatt hora ( kWh)
Si
P = T t |
T = P . t = 1 kW . 1 H = 1 kWh
como 1kW = 1000 W
y 1 hora = 3600s
resulta:
1kWh = 1000 W . 3600 s = 3,6 . 106W . s
1 kWh = 3,6 106. s
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Energía
Es la capacidad de realizar trabajo que posee un cuerpo o un sistema de cuerpos.
Energía potencial
Es la energía que tienen los cuerpos, debido a su estado de reposo o bien es la energía de posición (mayor o menor altura).
Ep = P . h |
Ep = energía potencial
P = peso del cuerpo
h = altura
Energía cinética
Es la capacidad de realizar un trabajo que tiene un cuerpo o un sistema de cuerpos debido a su estado de movimiento.
Como la energía cinética corresponde a los cuerpos que están en movimiento, teniendo en cuenta los conceptos de caída libre:
P = m . g
h = 1/2 . g . t2
Y como la energía potencial se transforma en energía cinética
Ec = m. g . 1/2 . g . t2
Ec = 1/2 . m . g2 . t2
pero g.t = v, o sea que g2 . t2 = v2
entonces:
Ec = 1/2 . m . v2
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