Calculadora de trabajo

El trabajo mecánico describe la energía transferida por una fuerza mientras se mueve su punto de aplicación. Para una fuerza constante y un desplazamiento rectilíneo, el trabajo es una magnitud escalar: W = Fd cos(θ). Aquí, F es la magnitud de la fuerza en newtons, d es la magnitud del desplazamiento en metros y θ es el ángulo entre los vectores de fuerza y desplazamiento. El producto de newtons por metros da julios, la unidad del SI tanto para el trabajo como para la energía. El factor coseno selecciona la componente de la fuerza que actúa en la dirección del movimiento. A cero grados, fuerza y desplazamiento tienen el mismo sentido, el coseno es uno y toda la fuerza realiza trabajo positivo. A 90 grados, la fuerza es perpendicular al movimiento y realiza trabajo nulo. Un ejemplo habitual es el movimiento circular uniforme: la fuerza centrípeta, dirigida hacia el centro, es perpendicular al movimiento instantáneo, por lo que cambia la dirección, pero no la rapidez. Para ángulos mayores que 90 grados y menores que 270 grados, el coseno es negativo y la fuerza reduce la energía mecánica del objeto. Un trabajo negativo no significa que no haya habido interacción física. Significa que la componente de fuerza se opone al desplazamiento. La fricción sobre un objeto que se desliza suele realizar trabajo negativo, mientras que una fuerza de tracción aplicada puede realizar trabajo positivo. El trabajo neto de todas las fuerzas equivale al cambio en la energía cinética, una relación conocida como teorema del trabajo y la energía. Por tanto, calcular por separado el trabajo de cada fuerza y sumarlo con su signo permite predecir cómo cambia la rapidez de un objeto. Esta calculadora supone una fuerza constante, un ángulo constante y un único desplazamiento rectilíneo. Si la fuerza varía con la posición, el trabajo es la integral de la componente de fuerza a lo largo de la trayectoria. Los resortes, la resistencia variable de un fluido y el empuje variable de un motor requieren ese tratamiento más general. Una trayectoria curva también puede exigir dividir el movimiento en pequeños tramos cuando cambia la dirección de la fuerza respecto al desplazamiento. Usa magnitudes en newtons y metros e indica el ángulo entre ambas en grados. El resultado muestra el trabajo en julios y la componente de fuerza paralela al movimiento. Distingue el desplazamiento de la longitud total de la trayectoria: en esta fórmula solo corresponde usar el desplazamiento durante el cual se mantienen la fuerza y el ángulo indicados. La calculadora es útil para ejercicios de mecánica y estimaciones, pero los sistemas complejos también pueden implicar trabajo de rotación, deformación, calor y pérdidas.