TRABAJO DE UNA FUERZA
DINAMICA I
Una fuerza F realizará trabajo en una partícula sólo cuando ésta
sufra un desplazamiento en la dirección de la fuerza.
Ó en forma vectorial y por definición de
producto punto
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Orientación Universidad
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Busca documentos
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Busca documentos en el Store
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Video Cursos
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Quiz
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pregúntale a la comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ranking de las universidades
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
¡Nuestros e-books salva-estudiantes!
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Trabajo y energía en la dinámica, Esquemas y mapas conceptuales de Mecánica de Fluidos
Este documento abarca conceptos fundamentales de la dinámica, como el trabajo realizado por fuerzas constantes y variables, el trabajo del peso y del resorte, y el principio de trabajo y energía. Se explica cómo calcular el trabajo y la potencia de diferentes tipos de fuerzas, y se introduce la conservación de la energía y las fuerzas conservativas. Varios ejercicios y problemas resueltos que permiten aplicar estos conceptos a situaciones prácticas, como el movimiento de bloques, péndulos y resortes. El nivel de profundidad y los ejemplos proporcionados lo hacen adecuado como material de estudio y consulta para cursos universitarios de mecánica y física.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
2023/2024
1 / 32
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Documentos relacionados
Vista previa parcial del texto
¡Descarga Trabajo y energía en la dinámica y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!
TRABAJO DE UNA FUERZA
Una fuerza F realizará trabajo en una partícula sólo cuando ésta
sufra un desplazamiento en la dirección de la fuerza.
Ó en forma vectorial y por definición de
producto punto
TRABAJO DE UNA FUERZA VARIABLE
Si la partícula en la que actúa una fuerza F sufre un desplazamiento
finito a lo largo de su trayectoria de r
a r
o de s
a s
el trabajo de
la fuerza F se determina mediante integración. Siempre que F y θ
puedan expresarse en función de la posición
TRABAJO DE UN PESO
1 − 2
1 − 2
𝑟
1
𝑟
2
1 − 2
𝑦
1
𝑦
2
1 − 2
2
1
1 − 2
TRABAJO DE UN RESORTE
PRINCIPIO DE TRABAJO Y ENERGIA
𝑡
𝑡
𝑡
𝑡
𝑠
1
𝑠
2
𝑡
𝑣
1
𝑣
2
1 − 2
2
2
1
2
1 − 2
2
2
1
2
1
2
1 − 2
2
2
1
1 − 2
2
PRINCIPIO DE TRABAJO Y ENERGIA
Aplique el principio de trabajo y energía, 𝑇
1
- σ 𝑈
1 − 2
2
La energía cinética en los puntos inicial y final siempre es positiva , puesto que implica la velocidad al cuadrado
1
2
2
Una fuerza realiza trabajo cuando se desplaza en la dirección de la fuerza.
El trabajo es positivo cuando el componente de fuerza actúa en el mismo sentido de dirección como su
desplazamiento, de lo contrario es negativo.
Las fuerzas que son funciones del desplazamiento deben integrarse para obtener el trabajo. Gráficamente, el
trabajo es igual al área bajo la curva de fuerza-desplazamiento.
El trabajo de un peso es el producto de su magnitud por el desplazamiento vertical, 𝑈
𝑊
= ±𝑊 ∗ 𝑦. Es positivo
cuando el peso se mueve hacia abajo.
El trabajo de un resorte tiene la forma 𝑈
𝑠
1
2
2
, donde 𝑘 es la rigidez del resorte y 𝑠 es su alargamiento o
compresión.
PRINCIPIO DE TRABAJO Y ENERGIA
Si el motor ejerce una fuerza constante de 300 N en el cable, determine la rapidez del embalaje de 20 kg
cuando recorre s= 10 m hacia arriba del plano, a partir del punto de reposo. El coeficiente de fricción
cinética entre el embalaje y el plano es μ
k
PRINCIPIO DE TRABAJO Y ENERGIA
Si el motor ejerce una fuerza F=(600+2s
2
)N en el cable, determine la rapidez del embalaje de 100kg cuando
se eleva a s=15 m. Inicialmente el embalaje está en reposo en el suelo.
PRINCIPIO DE TRABAJO Y ENERGIA
Cuando s= 0. 6 m, el resorte no está comprimido y la rapidez del bloque de 10 kg es de 5 m/s hacia abajo del
plano. Determine la distancia s cuando el bloque se detiene.
POTENCIA Y EFICIENCIA
Potencia. El término “potencia” constituye una base útil para seleccionar el tipo de motor o máquina
requerida para realizar una cierta cantidad de trabajo en un tiempo dado. Por consiguiente, la potencia
generada por una máquina o motor que realiza una cierta cantidad de trabajo dU dentro del intervalo dt es:
Si 𝑑𝑈 = 𝐹 ∙ 𝑑𝑟
Unidades
1 hp = 550 𝑙𝑏 ∗
Conversión
1 hp = 746𝑊
POTENCIA Y EFICIENCIA
Procedimiento para el Análisis
Primero determine la fuerza externa F que actúa en el cuerpo y que provoca el movimiento. Esta fuerza casi
siempre la genera una máquina o un motor que se coloca dentro o fuera del cuerpo.
Si el cuerpo está en aceleración, podría requerirse trazar su diagrama de cuerpo libre y aplicar la ecuación de
movimiento (
σ 𝐹 = 𝑚𝑎) para determinar 𝐹.
Una vez que se determina 𝐹 y la velocidad 𝑣 de la partícula donde se aplica 𝐹, la potencia se determina al
multiplicar la magnitud de la fuerza por el componente de velocidad que actúa en la dirección de 𝐹 (es decir,
En algunos problemas la potencia la determina el cálculo del trabajo realizado por 𝐹 por unidad de tiempo
𝑝𝑟𝑜𝑚
∆𝑈
∆𝑡
POTENCIA Y EFICIENCIA
Si la superficie de contacto entre el bloque de 20 kg y el suelo es lisa, determine la potencia de la fuerza F
cuando t = 4 s. En un principio, el bloque está en reposo.
POTENCIA Y EFICIENCIA
Si el motor enrolla el cable a una rapidez constante de 𝑣 = 3 𝑝𝑖𝑒𝑠 Τ𝑠, determine la potencia suministrada al
motor. La carga pesa 100𝑙𝑏 y la eficiencia del motor es 𝜖 = 0. 8. Ignore la masa de las poleas.
POTENCIA Y EFICIENCIA
El coeficiente de fricción cinética entre el bloque de 20 kg y el plano inclinado es 𝜇
𝑘
= 0. 2. Si el bloque se
mueve hacia arriba del plano inclinado a velocidad constante 𝑣 = 5
𝑚 𝑠, determine la potencia de la
fuerza 𝐹.