Trabajo: definición, características y ejemplos

¿Qué es trabajo?

En un día típico, probablemente se despierte, se vista, desayune y se vaya al trabajo. Después de pasar todo el día en tu trabajo, vas a casa, cenas, sacas a pasear al perro, tal vez ves televisión y luego te vas a la cama. En este sentido, el trabajo puede ser casi cualquier cosa: construir, escribir en un teclado, conducir un autobús, dar una clase, cocinar comida, tratar pacientes y mucho más.

Pero en física, el trabajo es más específico. Este es el desplazamiento de un objeto debido a la fuerza. La cantidad de trabajo que se realiza depende de la distancia que se mueva el objeto. Esto facilita poner el trabajo en una ecuación con solución: trabajo = fuerza * distancia . Si bien esta ecuación es bastante sencilla, hay tres cosas importantes a tener en cuenta. Primero, el objeto debe moverse una cierta distancia para poder realizar el trabajo. En segundo lugar, la fuerza y ​​la distancia de movimiento deben estar en la misma dirección. Y finalmente, la fuerza debe ser constante.

Las unidades que usamos para el trabajo son los julios (J), llamados así por James Prescott Joule. Aunque ahora es conocido por su trabajo en ciencia, en realidad prefería elaborar cerveza … ¡hasta que se dio cuenta de cómo la ciencia podía ayudarlo a ser un mejor cervecero!

El joule es una combinación de los dos componentes del lado derecho de nuestra ecuación de trabajo: fuerza y ​​distancia. En pocas palabras, un joule es un Newton-metro (N * m), y se realiza un joule de trabajo cuando se ejerce una fuerza de 1 N sobre una distancia de 1 m.

Esta cantidad de trabajo está a la par con levantar una manzana sobre tu cabeza. Apuesto a que no te diste cuenta de que eso contaba como trabajo, ¡pero en el mundo de la física, lo hace! Probablemente pueda ver que 1 J no es realmente práctico de usar para grandes cantidades de trabajo, por lo que en su lugar usamos kilojulios (kJ), que son 1000 J, o megajulios (MJ), que son 1,000,000 J.

Independientemente de la cantidad de trabajo realizado, implica tres componentes clave: la cantidad de fuerza, la distancia desplazada y la causa del desplazamiento, que es la fuerza en sí.

Cálculo del trabajo realizado

El trabajo es un concepto interesante porque se puede realizar la misma cantidad de trabajo en diferentes situaciones. Por ejemplo, si levanta una carga de 5 N 10 m en el aire, la cantidad de trabajo realizado es: 5 N * 10 m, o 50 J.

Pero digamos que levanta el doble de peso en la mitad de la distancia. En este caso, la cantidad de trabajo realizado es: 10 N * 5 m… ¡también 50 J! El trabajo realizado es el mismo porque aunque la distancia de desplazamiento es menor, el peso del objeto es mayor, por lo que se necesita más fuerza para desplazarlo.

Pero si tuviera que levantar el objeto de 10 N la distancia original de 10 m, la cantidad de trabajo realizado en este caso es el doble porque ahora 10 N * 10 m = 100 J.

¿Puedes ver cómo aumenta la cantidad de trabajo realizado si aumentas la fuerza (el peso), la distancia o ambas? Levantar la misma cantidad de peso dos veces más alto significa que se realiza el doble de trabajo. Asimismo, levantar el doble de peso en la misma distancia también duplica la cantidad de trabajo.

Sin embargo, simplemente sostener un objeto en el aire no cuenta como trabajo. El objeto debe moverse una cierta distancia para que se pueda realizar el trabajo, la fuerza y ​​la distancia de movimiento deben estar en la misma dirección, y esa fuerza debe ser constante. Entonces, si mueves esa manzana en el aire, estás trabajando en la manzana, pero mantenerla en su lugar no hace ningún trabajo porque la manzana no se mueve. Del mismo modo, puede empujar una pared todo el día, pero si esa pared no se mueve, ¡no se hace ningún trabajo en ella!

Resumen de la lección

Nuestro trabajo diario es diferente para cada individuo. Pero en física, el trabajo es solo una cosa: el desplazamiento de un objeto debido a la fuerza. Siempre que se realiza un trabajo, hay tres componentes involucrados: la cantidad de fuerza (en Newtons), la distancia del desplazamiento (en metros) y la causa del desplazamiento (la fuerza).

Al multiplicar la fuerza y ​​la distancia por el trabajo, obtenemos la unidad de joules. 1 J de trabajo es igual a una fuerza de 1 N ejercida sobre una distancia de 1 m, aproximadamente lo mismo que levantar una manzana sobre su cabeza. Debido a esto, a menudo trabajamos con kJ o MJ para grandes cantidades de trabajo.

La cantidad de trabajo realizado se puede aumentar aumentando la cantidad de fuerza, la distancia de desplazamiento o ambos. Pero para que se pueda realizar el trabajo, debe haber un desplazamiento del objeto. Empujar una pared puede ser difícil y agotador, pero si no mueve esa pared, no se hace ningún trabajo en ella.

Los resultados del aprendizaje

Repase esta lección para que pueda:

• Evaluar los componentes del ‘trabajo’
• Definir trabajo en física
• Escribe la fórmula que mide la cantidad de trabajo que se ha realizado.