Autor Tema: Ejercicio, Poleas y Trabajo

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14 Junio, 2024, 11:36 pm
Respuesta #20

ani_pascual

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Hola:
...
Suponga que dejamos una piedra de 1kg en el piso. Me piden que calcule el trabajo mínimo para levantar la piedra a 5m del piso
Aquí la gran pregunta, como es posible que se levante la piedra si sobre ella solo actua el peso y a lo sumo la normal.
El trabajo que hace el peso en ese traslado es \( W=-\Delta E_p=-mgh \), luego supongo que el trabajo mínimo para trasladar el cuerpo será \( W_F=mgh \), pues en cuanto \( F=mg \), digo yo que desaparecerá la normal \( N \)
Saludos

14 Junio, 2024, 11:40 pm
Respuesta #21

Nub

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Hola:
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Suponga que dejamos una piedra de 1kg en el piso. Me piden que calcule el trabajo mínimo para levantar la piedra a 5m del piso
Aquí la gran pregunta, como es posible que se levante la piedra si sobre ella solo actua el peso y a lo sumo la normal.
El trabajo que hace el peso en ese traslado es \( W=-\Delta E_p=-mgh \), luego supongo que el trabajo mínimo para trasladar el cuerpo será \( W_F=mgh \), pues en cuanto \( F=mg \), digo yo que desaparecerá la normal \( N \)
Saludos
Si, por definicion de trabajo calculas eso, pero en la vida real que seria exactamente pues una piedra no se puede levantar magicamente  :laugh:

14 Junio, 2024, 11:52 pm
Respuesta #22

ani_pascual

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...
una piedra no se puede levantar magicamente  :laugh:
¡Claro, es necesario ejercer una fuerza, al menos, como la del peso de la piedra, aunque superior por el rozamiento, supongo.
Saludos

15 Junio, 2024, 12:26 am
Respuesta #23

Nub

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una piedra no se puede levantar magicamente  :laugh:
¡Claro, es necesario ejercer una fuerza, al menos, como la del peso de la piedra, aunque superior por el rozamiento, supongo.
Saludos
No se si me entiendes, como podes calcular el trabajo de un objeto que es imposible que se mueva, a la piedra solo le afecta la normal y el peso

15 Junio, 2024, 12:36 am
Respuesta #24

Richard R Richard

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Antes que nada, una duda medio conceptual, se la definicion de trabajo para una fuerza pero conceptualmente no tanto, lo que me genera dudas es lo siguiente:
Suponga que dejamos una piedra de 1kg en el piso. Me piden que calcule el trabajo mínimo para levantar la piedra a 5m del piso
Aquí la gran pregunta, como es posible que se levante la piedra si sobre ella solo actua el peso y a lo sumo la normal
¿Que dices de esto Richard? me pica la curiosidad :laugh: parce que hay relación con lo que dices, que se acelere un poquito quede a velocidad constante y suba
Hola, por la segunda ley de Newton, para elevar la piedra debes superar mínimamente su peso con una fuerza contraria en sentido, cuanto mas supere la fuerza al peso mas aceleración tomará en su carrera, pero con apenas superarla cumples el requisito de elevarla, el limite ideal mínimo es justamente una fuerza igual al peso, un leve desequilibrio y ascenderá no importa en que tiempo suceda, pero sucede, y el trabajo mínimo será $$mg\Delta h$$

Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

15 Junio, 2024, 03:26 am
Respuesta #25

Nub

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Antes que nada, una duda medio conceptual, se la definicion de trabajo para una fuerza pero conceptualmente no tanto, lo que me genera dudas es lo siguiente:
Suponga que dejamos una piedra de 1kg en el piso. Me piden que calcule el trabajo mínimo para levantar la piedra a 5m del piso
Aquí la gran pregunta, como es posible que se levante la piedra si sobre ella solo actua el peso y a lo sumo la normal
¿Que dices de esto Richard? me pica la curiosidad :laugh: parce que hay relación con lo que dices, que se acelere un poquito quede a velocidad constante y suba
Hola, por la segunda ley de Newton, para elevar la piedra debes superar mínimamente su peso con una fuerza contraria en sentido, cuanto mas supere la fuerza al peso mas aceleración tomará en su carrera, pero con apenas superarla cumples el requisito de elevarla, el limite ideal mínimo es justamente una fuerza igual al peso, un leve desequilibrio y ascenderá no importa en que tiempo suceda, pero sucede, y el trabajo mínimo será $$mg\Delta h$$
Entonces no existe algo llamado "aplicarle un trabajo a un objeto para moverlo" sino que hay que aplicarle dicha fuerza a un objeto para moverlo y luego a partir de eso se calcula el trabajo??

Osea lo raro es que puedo calcular el trabajo del peso sobre ese objeto que recorra una distancia d pero no exista ninguna fuerza para levantar la piedra

15 Junio, 2024, 04:47 am
Respuesta #26

Richard R Richard

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Entonces no existe algo llamado "aplicarle un trabajo a un objeto para moverlo" sino que hay que aplicarle dicha fuerza a un objeto para moverlo y luego a partir de eso se calcula el trabajo??


Para mover un objeto aplicas siempre una fuerza,con eso acelera, una vez que se mueve, adquiere velocidad y no hace falta ninguna otra fuerza para que permanezca moviéndose a la misma velocidad.
Si tu haces un trabajo, lo que logras es variar de alguna otra forma otras características energéticas del objeto, o bien su energía potencial gravitatoria o elástica, o bien su energía cinetica y esto es lo que digo que verás mas adelante.


Osea lo raro es que puedo calcular el trabajo del peso sobre ese objeto que recorra una distancia d pero no exista ninguna fuerza para levantar la piedra


Es que la fuerza para levantarla debe existir y  de hecho es la fuerza $$F$$ que calculas,


Supón el objeto sobre la superficie de la tierra con la cuerda que tiene unida floja o que no hace tensión, $$N=P$$ el objeto no se eleva porque la gravedad lo mantiene en el suelo , y no atraviesa el suelo porque la fuerza normal del piso lo mantiene por sobre su superficie.
Si comienzas a jalar la soga con  la fuerza o $$F$$ o $$T$$, se pone en tensión  la ecuación  que regirá será  $$F+N-P=0$$ es decir mientras la tensión crece la fuerza normal va descendiendo.
cuando la fuerza $$F$$ es igual al peso $$P$$ , $$F=P$$ la fuerza normal es cero $$N=0$$, si pones una balanza debajo el cuerpo $$L$$ no registrará peso, ya que lo sostiene justo la cuerda, pero con la mas mínima tensión extra elevas la carga, con una aceleración mínima,pero se eleva, si aumentas la fuerza $$F$$ ya tienes  $$F-P=ma$$  cuanto mas grande $$F$$ mas grande la aceleración, pero si $$F$$ es justo un poquito mayor de $$P$$, se eleva muy despacio, pues $$a$$ es pequeña, y luego de iniciado el movimiento si igualas a $$F$$ con $$P$$ continuará ascendiendo con la misma velocidad que adquirió mientras aceleraba , y el trabajo de la Fuerza $$F$$ será $$mg\Delta h$$  puesto $$F=P=mg$$   
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

15 Junio, 2024, 05:23 am
Respuesta #27

Nub

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Si tu haces un trabajo, lo que logras es variar de alguna otra forma otras características energéticas del objeto, o bien su energía potencial gravitatoria o elástica, o bien su energía cinetica y esto es lo que digo que verás mas adelante.
"Hacer un trabajo" seria decir que le hago una fuerza a un objeto que lo muevo una distancia \( d \) gracias a esa fuerza?
Es que la fuerza para levantarla debe existir y  de hecho es la fuerza $$F$$ que calculas
Si, eso en el ejercicio, yo digo una situación que haya una piedra tirada en el piso, a esa piedra sobre ella actua la normal y el peso, puedo calcular el trabajo del peso sobre de la piedra y que se mueva a unos 10m, la pregunta es como es posible si no hay otra fuerza que la haga mover 10m

Basciamente no entiendo lo que es el trabajo, entiendo que es una definición y por eso la sigo nada mas

15 Junio, 2024, 06:12 am
Respuesta #28

Richard R Richard

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Si tu haces un trabajo, lo que logras es variar de alguna otra forma otras características energéticas del objeto, o bien su energía potencial gravitatoria o elástica, o bien su energía cinetica y esto es lo que digo que verás mas adelante.
"Hacer un trabajo" seria decir que le hago una fuerza a un objeto que lo muevo una distancia \( d \) gracias a esa fuerza?
Si

Es que la fuerza para levantarla debe existir y  de hecho es la fuerza $$F$$ que calculas
Si, eso en el ejercicio, yo digo una situación que haya una piedra tirada en el piso, a esa piedra sobre ella actúa la normal y el peso, puedo calcular el trabajo del peso sobre de la piedra y que se mueva a unos 10m, la pregunta es como es posible si no hay otra fuerza que la haga mover 10m

Basciamente no entiendo lo que es el trabajo, entiendo que es una definición y por eso la sigo nada mas
Si , la piedra está en el piso , entonces solo actúa la normal y el peso,  de esa manera queda en el piso, no se puede mover ni 1 ni 10 metros.

Solo se puede mover si hay una fuerza que venza al peso F>P  , para que  N se haga cero y despegue de la superficie elevándose.  El trabajo es la cantidad de energía que necesitas emplear para elevar esa masa una determinada altura. En  condiciones ideales es igual al producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento logrado en la dirección de la fuerza.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

15 Junio, 2024, 10:22 am
Respuesta #29

JCB

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Hola a tod@s.

Supongamos que se desea elevar una masa \( m \), a una altura \( h \) desde el suelo. Este "alzamiento" se realiza en dos tiempos: en el primero se aplica una fuerza constante superior al peso, para que la masa \( m \) se pueda "despegar" del suelo, consiguiendo dotar a la masa \( m \) de una velocidad \( v_1 \). En el segundo tiempo, no se aplica ninguna fuerza, de manera que la masa \( m \) (con una velocidad inicial \( v_1 \)), llega hasta la altura \( h \), sin velocidad \( (v_2=0) \).

Cinemática del primer tiempo.

\( v_1^2=\cancelto{0}{v_0^2}+2ad_1=2ad_1 \) (1)

Cinemática del segundo tiempo.

\( v_2^2=v_1^2-2gd_2 \)

\( 0=v_1^2-2gd_2 \)

\( d_2=\dfrac{v_1^2}{2g} \). Sustituyendo (1),

\( d_2=\dfrac{a}{g}d_1 \) (2)

Dinámica del primer tiempo. Considero que la fuerza aplicada en este primer tiempo es \( F=kmg \), siendo \( k \) una constante positiva mayor que \( 1 \).

\( \sum{F_y}=ma \)

\( F-mg=ma \)

\( kmg-mg=ma \)

\( a=(k-1)g \). Sustituyendo en (2),

\( d_2=(k-1)d_1 \)

La altura total es \( h=d_1+d_2=d_1+(k-1)d_1=kd_1 \)

\( d_1=\dfrac{h}{k} \)

El trabajo de la fuerza aplicada \( F \), es \( W_F=Fd_1=kmg\dfrac{h}{k}=mgh \)

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.