El puente entre la fuerza y la velocidad
Trabajo: solo cuenta la fuerza en la dirección del viaje
Trabajo es fuerza por desplazamiento, pero no cualquier combinación: solo la parte de la fuerza que empuja en la dirección en que el objeto se mueve. Si empujas una caja hacia adelante mientras se desliza hacia adelante, haces trabajo positivo. Si la fuerza va perpendicular al movimiento (como la normal de un piso), el trabajo es CERO: no sumas ni restas energía. Y si la fuerza frena (fricción), el trabajo es negativo.
| ángulo fuerza-movimiento | signo del trabajo | efecto en la rapidez |
|---|---|---|
| menor de 90° (empuja a favor) | positivo | aumenta la rapidez |
| igual a 90° (perpendicular) | cero | no cambia la rapidez |
| mayor de 90° (va en contra) | negativo | disminuye la rapidez |
El enunciado del teorema
El trabajo neto realizado sobre un cuerpo es igual al cambio en su energía cinética: W_neto = (1/2)·m·vf² - (1/2)·m·vi². La energía cinética (1/2·m·v²) es la energía que el cuerpo tiene por estar moviéndose. Si el trabajo neto es positivo, la rapidez final sube; si es negativo, baja; si la suma de trabajos es cero, la rapidez no cambia aunque haya fuerzas actuando.
Por qué conviene (y cuándo no)
El teorema brilla cuando te dan fuerzas y distancias y quieres velocidades, o al revés. Es más corto que Newton cuando la fuerza no es constante: aunque la fuerza varíe, si puedes calcular el trabajo total, conoces el cambio de energía cinética. No sirve cuando necesitas el tiempo o la trayectoria detallada: para eso hace falta la dinámica completa.
La fuerza normal de un piso horizontal sobre un mueble que se desliza hace trabajo…
Si la rapidez de un objeto no cambia, el trabajo neto sobre él es cero.
Sobre un carrito de 4 kg que va a 3 m/s frena una fuerza de 6 N. ¿Cuánto trabajo hace esa fuerza hasta detenerlo?
Iguala W = 0 - (1/2)·4·3²
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Una fuerza neta de 60 N empuja 8 m una caja de 20 kg desde el reposo. ¿Qué velocidad final alcanza (m/s)?
Solo la fuerza en la dirección del viaje hace ; el trabajo neto iguala el cambio de energía .
¿Sabes pasar de trabajo a velocidad?
Aquí se mira lo que ya fuiste acertando. Pulsa «Comprobar» para saber si puedes seguir.
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