Trabajo
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Descripción:
El trabajo es una magnitud física que está relacionada con la energía transferida a un objeto cuando se aplica una fuerza sobre él y se produce un desplazamiento en la dirección de la fuerza. Se calcula multiplicando la fuerza aplicada por la distancia recorrida en la dirección de la fuerza.
La fórmula general para calcular el trabajo es:
\[Trabajo = F \cdot d \cdot \cos(\theta)\]
Donde \(F\) es la fuerza aplicada, \(d\) es la distancia recorrida y \(\theta\) es el ángulo entre la dirección de la fuerza y el desplazamiento.
El trabajo puede tener diferentes efectos sobre un objeto. Si el trabajo es positivo, significa que se está transfiriendo energía al objeto y se está realizando un trabajo sobre él. Por otro lado, si el trabajo es negativo, significa que el objeto está transfiriendo energía y se está realizando un trabajo por parte del objeto.
La fricción es una fuerza que se opone al movimiento relativo de dos objetos en contacto. Cuando se aplica una fuerza sobre un objeto y este se desplaza sobre una superficie con fricción, parte del trabajo realizado se convierte en calor debido a la fricción.
El levantamiento es un tipo de trabajo en el cual se aplica una fuerza para elevar un objeto contra la fuerza gravitatoria. En este caso, el trabajo realizado es igual a la fuerza aplicada multiplicada por la distancia vertical recorrida.
La aceleración también está relacionada con el trabajo. Si un objeto experimenta una aceleración en la dirección del desplazamiento, se está realizando trabajo sobre el objeto. Esto se puede observar en casos como lanzamiento de proyectiles o aceleración de vehículos.
Formulas:
Con Fricción
$$W=F \: cos \theta \Delta X$$
De Levamiento
$$W=F \Delta Z$$
De Aceleración
$$W=\frac{m}{2g_c}(u_2^2 - u_1^2)$$
Con Resorte
$$\frac{KX^2}{2} \: con \: K=cte.$$
Para compresión y expansión en sistemas cerrados:
$$W=\int_{V_1}^{V_2}P_{ex}dV$$
donde
Comprensión:V1 > V2
Expansión:V1 < V2
$$W_{REAL}=\eta W_{REVER} \:\:\:\: \text{para sistemas que 'realizan' trabajo}$$
$$W_{REAL}=\frac{W_{REVER}}{\eta} \:\:\:\: \text{para sistemas que 'reciben' trabajo}$$
Proceso
$$\text{Adiabático } \Rightarrow Q=0$$
$$\text{Isométrico } \Rightarrow W=0$$
$$\text{Isotérmico } \Rightarrow \Delta U = \Delta H=0$$
$$\text{Isobárico } \Rightarrow Q=\Delta H$$
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