Transferencias de energía U.1 La energía Trabajo asociado a las fuerzas de rozamiento

El trabajo asociado a las fuerzas de rozamiento Las fuerzas de rozamiento que medimos son el valor medio de numerosas fuerzas microscópicas que actúan entre los átomos de las dos superficies en contacto. El trabajo asociado a una fuerza de rozamiento no se puede calcular ya que se tendría que conocer el valor de cada una de las fuerzas microscópicas y de sus desplazamientos. Eso es imposible conocerlo. Podemos calcular el producto de la fuerza de rozamiento media por el desplazamiento del centro de masas del cuerpo. Ese producto es igual a la disminución de energía cinética del cuerpo. Frozamiento suelo-cuerpo · dcentro de masas del cuerpo · cos α = ΔEcinética cuerpo Ese producto no se puede llamar trabajo pues el trabajo se refiere al desplazamiento del punto de aplicación de las fuerzas y no al desplazamiento del centro de masas del cuerpo. No se trata sólo de un problema terminológico, pues ese producto, aunque informa de la variación de energía cinética, no informa de la variación de energía interna del cuerpo.

Las fuerzas que actúan sobre el trineo son: Identifica las fuerzas que actúan sobre un trineo de 400 kg que marcha a 8 m/s cuando se desliza sobre la nieve en una superficie horizontal si la fuerza de rozamiento es 500 N FN,Tr = 3920 j N Las fuerzas que actúan sobre el trineo son: La fuerza que hace la Tierra sobre el trineo igual a 3920 N. La fuerza que hace la nieve sobre el trineo, igual a 3920 N, ya que el trineo está en equilibrio en dirección vertical. La fuerza de rozamiento de la nieve sobre el trineo, igual a 500 N. No hemos dibujado la fuerza de rozamiento con la misma escala que las otras dos fuerzas. 8 m/s FT,Tr = −3920 j N FrN,Tr = −500 i N

Calcula el trabajo asociado a cada una de las fuerzas anteriores cuando el trineo haya recorrido 20 m. FN,Tr = 3920 j N El trabajo asociado a la fuerza que hace la Tierra sobre el trineo es nulo ya que forma un ángulo de 90 º con el desplazamiento. El trabajo asociado a la fuerza que hace la nieve sobre el trineo es nulo ya que forma un ángulo de 90 º con el desplazamiento. El trabajo asociado a la fuerza de rozamiento de la nieve sobre el trineo no se puede calcular. 8 m/s FT,Tr = −3920 j N FrN,Tr = −500 i N

Cuando el trineo se pare habrá perdido toda su energía cinética. Calcula el aumento de energía interna del trineo y de la nieve cuando el trineo se haya parado totalmente. FN,Tr = 3920 j N Cuando el trineo se pare habrá perdido toda su energía cinética. ΔEcin = 0 − ½ · 400 · 82 = −12 800 J Esa disminución de energía es igual al aumento de energía interna del conjunto nieve y trineo. La variación de energía interna de la nieve y del trineo por separado no se puede calcular.. 8 m/s FT,Tr = −3920 j N FrN,Tr = −500 i N