Ejemplos de problemas sobre trabajo

vamos a ver unos ejemplos de cómo resolver problemas que involucren trabajo imaginen un bote de basura de 4 kilogramos este bote de basura está muy sucio así que alguien le ate a una cuerda y jala del bote con una fuerza de 50 newtons la fuerza de fricción cinética en el bote de basura mientras se desliza es de 30 newtons el bote de basura se desliza en el suelo unos 10 metros vamos a tratar de encontrar el trabajo realizado por cada fuerza en el bote de basura mientras se desplazan estos 10 metros para encontrar el trabajo realizado por cada fuerza debemos recordar la fórmula de trabajo el trabajo es igual a efe por d por el coseno de t está donde está es el ángulo que se forma entre la fuerza que realiza el trabajo y la dirección en la que se mueve el bote de basura aquí tenemos cuatro fuerzas involucradas tenemos la fuerza de tensión la fuerza normal la fuerza gravitacional y la fuerza de fricción cinética al encontrar el trabajo realizado por todas estas fuerzas el desplazamiento va a ser de 10 metros el valor de la fuerza y el ángulo entre la fuerza y la dirección del desplazamiento va a ser diferente para cada una de las fuerzas por ejemplo para encontrar el trabajo realizado por la fuerza de atención ponemos el tamaño de la fuerza que es de 50 newtons el desplazamiento son 10 metros y ya que la fuerza de tensión apunta a la misma dirección que el desplazamiento del bote de basura el ángulo entre la fuerza de tensión y esa dirección del movimiento va a ser de 0 grados y ya que el coseno de 0 es 1 el trabajo realizado por la fuerza de tensión es de 500 jules positivos para encontrar el trabajo realizado por la fricción usamos el tamaño de la fuerza de fricción 30 newtons el desplazamiento sigue siendo de 10 metros y ya que la fuerza de fricción apunta en sentido contrario a la dirección del movimiento el ángulo entre la dirección del desplazamiento y el de la fricción es de 180 grados y ya que el coseno de 180 grados es igual a menos 1 el trabajo realizado por la fuerza de fricción es de 300 jules negativos ahora veamos el trabajo realizado por la fuerza gravitacional la fuerza de gravedad es m por g así que la fuerza de gravedad es de 4 kilogramos por 9.8 metros por segundo al cuadrado que es de 39.2 newtons el desplazamiento sigue siendo de 10 metros pero el ángulo entre la fuerza gravitacional y el movimiento del bote de basura es de 90 grados y ya que el coche no de 90 grados es igual a cero tenemos que el trabajo realizado por la fuerza gravitacional es de 0 o sea no realiza ningún trabajo sobre el bote de basura de manera similar si queremos encontrar el trabajo realizado por la fuerza normal el ángulo entre la dirección del movimiento y la fuerza normal es de 90 grados también y ya vimos que el coche no de 90 grados es cero así que la fuerza normal no realiza trabajo sobre el bote de basura esto tiene sentido ya que las fuerzas que son perpendiculares al movimiento no pueden realizar trabajo alguno sobre ese objeto y es así como podemos encontrar el trabajo realizado por fuerzas individuales y si queremos conocer el trabajo neto realizado sobre este bote de basura solo tenemos que sumar el trabajo realizado por cada una de estas fuerzas por lo que el trabajo neto va a hacer de 200 jours positivos y ahora que conocemos el trabajo neto realizado sobre el bote de basura debemos usar el principio de trabajo energía para encontrar la rapidez de el bote de basura después de que se deslizó los 10 metros el principio de trabajo energía dice que el trabajo neto realizado en un objeto es igual al cambio en la energía cinética de este objeto así que 200 jules positivos van a ser igual a la diferencia en la energía cinética y si suponemos que el bote de basura comenzó en un estado de reposo lo que parece razonable podemos quitar este término de aquí ya que la velocidad inicial es de 0 y podemos despejar la velocidad final de este bote de basura que es resulta ser de 10 metros por segundo ahora digamos que tomamos el bote de basura y lo levantamos con una velocidad constante por una distancia de 2 metros para poder levantar el bote de basura con una velocidad constante tendremos que empujar con una fuerza igual a la del peso de este bote de basura lo que quiere decir que tenemos que empujar hacia arriba con una fuerza de 39.2 newtons así que para encontrar el trabajo realizado por la fuerza que estamos ejerciendo la fuerza va a ser de 39.2 newtons el desplazamiento es de 2 metros y el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento es de 0 grados ya que la dirección de la fuerza es la misma que la dirección del movimiento así que hay trabajo realizado al levantar este bote de basura es de 78.4 dispositivos para encontrar el trabajo realizado por la fuerza de gravedad podemos usar la fuerza de gravedad que de nuevo es 39.2 newtons el desplazamiento sigue siendo de 2 metros pero el ángulo entre la dirección del desplazamiento y la dirección de la fuerza es de 180 grados ya que el desplazamiento apunta hacia arriba y la fuerza de gravedad apunta hacia abajo así que el trabajo realizado por la fuerza de gravedad es de menos 78.4 jules lo que significa que el trabajo neto realizado sobre el bote de basura es de cero jules lo que tiene sentido ya que como levantamos el bote de basura con una velocidad constante cambio en la energía cinética de este