TRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTE

TRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTE
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino
I. OBJETIVOS
Calcular el trabajo a partir de las medidas de la fuerza y desplazamiento.
Entender el concepto de trabajo y reconocer su principal importancia en la
generación de los movimientos.
II. MARCOTEORICO
En la definición de trabajo cabe destacar dos factores:
1- Sin desplazamiento no hay trabajo.
Cuando sostenemos una maleta en la mano, no existe trabajo porque no hay
desplazamiento.
2- El desplazamiento ha de producirse en la
Todo desplazamiento perpendicular a la dirección de la fuerza no implica
realización de trabajo.
Podemos definir matemáticamente el trabajo como el producto de la Fuerza
aplicada por el desplazamiento efectuado, si la fuerza y el
la misma dirección:
Trabajo = Fuerza x Desplazamiento
TRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTETRABAJO DE UNA FUERZA CONSTANTE FISICA EXPERIMENTAL I
S
movimientos.
MARCOTEORICO
En la definición de trabajo cabe destacar dos factores:
Sin desplazamiento no hay trabajo.
El desplazamiento ha de producirse en la dirección de la fuerza.
realización de trabajo.
aplicada por el desplazamiento efectuado, si la fuerza y el desplazamiento tienen
Trabajo = Fuerza x Desplazamiento
W =F.∆x
FISICA EXPERIMENTAL II
1
dirección de la fuerza.
desplazamiento tienen

Hay que destacar que F (Fuerza), es la
actúa sobre el cuerpo, y que en este caso, es una
Cuando la trayectoria es rectilínea, el desplazamiento coincide con el espacio
recorrido y por lo tanto se puede decir que:
Solamente hace trabajo la componente de la fuerza que coincide con la dirección
de desplazamiento. Véase el dibuj
Si la dirección de la fuerza para mover el baúl forma un cierto ángulo con la
dirección del desplazamiento, solo se aprovecha la componente de la fuerza que
coincide con la dirección del desplazamiento.
En el sistema internacional SI, la unidad
(J), que es definido como el trabajo hecho al aplicar una fuerza de 1 Newton, para
producir un desplazamiento de 1 metro en la misma dirección de la fuerza.
1 Joule = 1 Newton x 1 metro; 1J=1N*1m
El Trabajo es máximo y positivo, si la dirección y sentido de la fuerza
coinciden con los del desplazamiento.
F (Fuerza), es la fuerza neta, es decir la resultante que
actúa sobre el cuerpo, y que en este caso, es una fuerza constante
trayectoria es rectilínea, el desplazamiento coincide con el espacio
recorrido y por lo tanto se puede decir que:
Trabajo = Fuerza x espacio
de desplazamiento. Véase el dibujo:
coincide con la dirección del desplazamiento.
En el sistema internacional SI, la unidad utilizada para medir al trabajo es el Joule
1 Joule = 1 Newton x 1 metro; 1J=1N*1m
ximo y positivo, si la dirección y sentido de la fuerza
coinciden con los del desplazamiento. Cuando: Ø=0º, WF
= +FD
2
es decir la resultante que
fuerza constante.
trayectoria es rectilínea, el desplazamiento coincide con el espacio
utilizada para medir al trabajo es el Joule
ximo y positivo, si la dirección y sentido de la fuerza
= +FD

El trabajo debido a una fuerza es nulo si las dirección del desplazamiento y
de la fuerza son perpendiculares.
El trabajo es negativo si el desplazamiento y la fuerza tienen sentido
contrario (El trabajo hecho por la fuerza de rozamiento es negativo).
Cuando: Ø=180º,WF
= -FD
III. MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL
de la fuerza son perpendiculares. Cuando: Ø=90º, WF
= 0
FD
MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL NUEZ
3

POLEAS
HOJA MILIMETRADA
LAPIZ
DINANOMETRO
HOJA MILIMETRADA CUERDA
PESA
4
DINANOMETRO
CUERDA
PESA

IV. PROCEDIMIENTO
PRIMER PASO.- realiza el montaje de la figura. La cuerda debe tener unos 70cm
de longitud.
SEGUNDO PASO.- sobre el papel milimetrado traza segmentos que disten entre si
2cm, colócale los números. 0, 2, 4, 6,… Fijarlo sobre la mesa con cinta adhesiva.
PROCEDIMIENTO
realiza el montaje de la figura. La cuerda debe tener unos 70cm
sobre el papel milimetrado traza segmentos que disten entre si
5
realiza el montaje de la figura. La cuerda debe tener unos 70cm
sobre el papel milimetrado traza segmentos que disten entre si

TERCER PASO.- sitúa el dinamómetro como indica la figura, de modo que su
gancho esté sobre el 0 de la escala.
CUARTO PASO.- tira suavemente del dinamómetro, hasta que el gancho haya
avanzado 2cm. Observa si la fuerza es constante. Anota el valor de dicha fuerza (F).
sitúa el dinamómetro como indica la figura, de modo que su
e la escala.
tira suavemente del dinamómetro, hasta que el gancho haya
6
sitúa el dinamómetro como indica la figura, de modo que su
tira suavemente del dinamómetro, hasta que el gancho haya

QUINTO PASO.- sigue tirando suavemente del dinamómetro hasta que avance
2cm más. Anota la lectura del dinamómetro (F
SEXTO PASO.- repite los pasos 4 y 5, anotando la lectura del dinamómetro entre
cada 2cm de desplazamiento. Anota los valores: (F
sigue tirando suavemente del dinamómetro hasta que avance
2cm más. Anota la lectura del dinamómetro (F2).
repite los pasos 4 y 5, anotando la lectura del dinamómetro entre
cada 2cm de desplazamiento. Anota los valores: (F3, F4, F5 y F6).
7
sigue tirando suavemente del dinamómetro hasta que avance
repite los pasos 4 y 5, anotando la lectura del dinamómetro entre

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V. RESULTADOS
Fuerzas
Posición
del gancho
d1
Posición
del
gancho d2
Desplazamiento
de las fuerzas
d = d2- d1
Trabajo = Fxd
F1 = 7N 0.00 0.02 0.02 W1 = 7Nx 0.02 = 0.14J
F2 = 17N 0.02 0.04 0.02 W2 = 17Nx0.02 = 0.34J
F3 = 28N 0.04 0.06 0.02 W3 = 28Nx0.02 = 0.56J
F4 = 40N 0.06 0.08 0.02 W4 = 40Nx0.02 = 0.56J
F5 = 49N 0.08 0.10 0.02 W5 = 49Nx0.02 = 0.8J
F6 = 59N 0.10 0.12 0.02 W6 = 59Nx0.02 = 1.18J
VI. SITUACIONESPROBLEMATICAS
1. ¿Cómo son entre si los valores de F1, F2, F3, F4, F5, F6?
F1 < F2 < F3 < F4 < F5 < F6
Estos valores tienen esta relación
Es decir la fuerza F6 es mayor que la fuerza F5 y esta a su vez es mayor que F4 ,
y así sucesivamente, ello es debido al desplazamiento que sufre el resorte
desde el punto (0) cero en los intervalos de distancia de modulo 2.
2. ¿Cómo son los trabajos entre sí: W1, W2, W3, W4, W5, W6?
W1 < W2 < W3 < W4 < W5 < W6
Estos valores tienen esta relación

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Es decir la fuerza W6 es mayor que la fuerza W5 y esta a su vez es mayor que
W4 , y así sucesivamente, ello es debido al incremento de la fuerza que se tiene
para cada intervalo de distancia de modulo 2.
3. ¿Cuál ha sido el desplazamiento total de la fuerza?
El desplazamiento total de la fuerza es el segmento dirigido que une la
posición inicial d1 con la posición final d2 pero en el intervalo de modulo 2 es
decir:
d1 d2
Este valor de desplazamiento d es constante para todo el recorrido que realiza
la fuerza desde 0.00 hasta 0.12 en el papel milimetrado es decir el
desplazamiento total de la fuerza es d = 0.02m
4. ¿Cómo calculas el trabajo total realizado?
El trabajo total realizado será el trabajo neto y se calculara como la suma
de todos los trabajos, es decir.
WT = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6
WT = 0.14J + 0.34J + 0.56J + 0.8J + 0.98J + 1.18J
WT = 4J
5. Si en el experimento la fuerza hubiese sido doble y también
doble el desplazamiento el trabajo hubiera sido………….. veces
mayor.
d = 0,02m

F1
7N
17N
28N
40N
47N
59N 118N
WF* = W1* + W2* + W
WT* = 8J
El trabajo hubiera sido 2 veces el mayor es decir el doble de W
6. A medida que se desplaza el dinamómetro, la
pesa…………………respecto del nivel del suelo.
Veamos el gráfico:
Se acerca
2xF1 2xd W* = Fxd
14N 0.04 0.28J =
34N 0.04 0.68J = W
56N 0.04 1.12J = W
80N 0.04 1.6 J = W
98N 0.04 1.76J = W
118N 0.04 2.36J = W
* + W3* + W4* + W5* + W6*
El trabajo hubiera sido 2 veces el mayor es decir el doble de W
WT* = 2 WT
A medida que se desplaza el dinamómetro, la
pesa…………………respecto del nivel del suelo.
ESTADO INICIAL
ESTADO FINAL
10
W* = Fxd
0.28J = W1*
0.68J = W2*
1.12J = W3*
J = W4*
1.76J = W5*
2.36J = W6*
El trabajo hubiera sido 2 veces el mayor es decir el doble de WT, esto es:
A medida que se desplaza el dinamómetro, la

7. Cuando el dinamómetro esta en reposo tú sientes un tirón
sobre tu mano. ¿en esa situación de reposo
trabajo o solo fuerza?
En la segunda figura observamos que se
desplaza el dinamómetro, la pesa se acerca
ESTADO FINAL
Cuando el dinamómetro esta en reposo tú sientes un tirón
sobre tu mano. ¿en esa situación de reposo
trabajo o solo fuerza?
En la segunda figura observamos que se
desplaza el dinamómetro, la pesa se acerca
más al nivel del suelo.
11
Cuando el dinamómetro esta en reposo tú sientes un tirón
sobre tu mano. ¿en esa situación de reposo realizaste

En esa situación solo se realiza fuerza porque la mano esta en reposo, es
decir, sin moverse solo actúa como sujetador es decir solo actúa la fuerza
de la mano y por definición el trabajo es:
8. Si empujas una gran piedra con todas tus fuerzas pero no
logras moverla ¿realizaste trabajo?
Para que la piedra no se mueva se cumple F = m.g
Como no se logra mover la piedra la distancia es nula, luego
9. Sostienes una maleta en tu mano por encima del suelo y ni
tu ni la maleta os movéis ¿realizaste trabajo?
de la mano y por definición el trabajo es:
La mano solo realiza fuerzaLa mano solo realiza fuerzaLa mano solo realiza fuerzaLa mano solo realiza fuerza
Si empujas una gran piedra con todas tus fuerzas pero no
logras moverla ¿realizaste trabajo?
Como no se logra mover la piedra la distancia es nula, luego
Sostienes una maleta en tu mano por encima del suelo y ni
tu ni la maleta os movéis ¿realizaste trabajo?
Wmano = Fmano x d; d =
m.g
Fuerza
12
Si empujas una gran piedra con todas tus fuerzas pero no
Como no se logra mover la piedra la distancia es nula, luego ∄ trabajo.
Sostienes una maleta en tu mano por encima del suelo y ni

Cuando sostenemos una maleta en la mano, no existe
hay desplazamiento, suponiendo que permanezca estático y la maleta
también permanece estático sujetado por mi mano.
10. Un cajón es arrastrado por un hombre haciéndole subir
por una pendiente ¿realiza trabajo el hombre?
Como el peso del hombre y el peso del cajón son fuerzas conservativas entonces
el trabajo que realiza el hombre depende de la altura (H) y no de “d” como se
pensaría, luego el hombre realiza trabajo.
H
Cuando sostenemos una maleta en la mano, no existe trabajo porque no
también permanece estático sujetado por mi mano.
Un cajón es arrastrado por un hombre haciéndole subir
por una pendiente ¿realiza trabajo el hombre?
pensaría, luego el hombre realiza trabajo.
(Masa)(Gravedad)d
H
Fuerza
Nivel del suelo
13
trabajo porque no
Un cajón es arrastrado por un hombre haciéndole subir
Nivel del suelo

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