Transferencias de energía U.1 La energía A.07 Cálculos del trabajo

El trabajo El trabajo es otra forma de medir la energía intercambiada entre dos sistemas. El trabajo nos mide la energía transferida a un sistema si conocemos las fuerzas que actúan y su desplazamiento. Energía intercambiada = Trabajo (W) = Fuerza · Distancia recorrida ∆E = W = F d

¿Qué fuerza mínima debe hacerse sobre la viga para subirla? Una grúa levanta una viga de 3000 kg desde el suelo hasta colocarla sobre los pilares, quedando la viga a 20 m del suelo. ¿Qué fuerza mínima debe hacerse sobre la viga para subirla? 20 m FG,V Sobre la viga actúa la fuerza que hace la Tierra, 29400 N, y la fuerza que haga la grúa para levantarla. Esa fuerza debe ser, como mínimo, igual a la que hace la Tierra. Por lo tanto, FG,V = 29400 N FT,V

¿Qué trabajo mínimo se hace sobre la viga mientras ésta sube? FG,V La fuerza que hace la grúa sobre la viga desplaza su punto de aplicación 20 m mientras sube a la viga. Por lo tanto, el trabajo realizado por esa fuerza será W = FG,V d = 29400 · 20 = 588000 J

¿Qué trabajo se hace sobre la viga mientras está sobre los pilares? FP,V 20 m Los pilares sostienen a la viga, por lo que hacen una fuerza igual a 29400 N (entre los dos). Pero esa fuerza no desplaza su punto de aplicación, por lo que el trabajo que realizan es nulo. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza que hacen los pilares sobre la viga será W = Fp,V d = 29400 · 0 = 0 J

Calcula la variación de energía potencial gravitatoria que corresponde a los procesos descritos en b) y c) y compáralo con el trabajo realizado sobre la viga. La variación de energía potencial que corresponde al proceso b, subida de la viga por la grúa, es: DEp = m g Dh = 3000·9,8 · 20 = 588000 J Podemos ver que la energía transferida a la viga, igual a la variación de energía potencial de la viga, coincide con el trabajo realizado sobre la viga. La variación de energía potencial que corresponde al proceso c, viga sostenida por los pilares, es: DEp = m g Dh = 3000·9,8 · 0 = 0 J Podemos ver que en este caso en el que no hay transferencia de energía a la viga, siendo nula la variación de energía potencial de la viga, coincide con el que no se haya realizado trabajo sobre la viga.