Fórmula W = Fd – Cómo calcular el trabajo (práctica)
W = Fd — Trabajo cuando fuerza y desplazamiento son paralelos
El trabajo mecánico mide la energía transferida por una fuerza a lo largo de un desplazamiento. Si son paralelos, W = F d. Con ángulo, usa W = F d cosθ.
Guía — cómo usar esta fórmula
- 1. Confirma las direcciones de fuerza y desplazamiento (o usa cosθ).
- 2. Convierte la distancia a metros y la fuerza a newtons.
- 3. Calcula W = Fd (o Fd cosθ); luego P = W/t si piden potencia.
- 4. Para elevaciones lentas contra la gravedad, W ≈ mgh.
Derivación
El trabajo se define como la integral de línea de la fuerza. Para fuerza constante:
- Solo la componente de F a lo largo de d contribuye:
W = \vec{F}\cdot\vec{d} = Fd\cos\theta - Si θ = 0° (misma dirección), cosθ = 1:
W = Fd - Si θ = 90°, cosθ = 0 y W = 0:
W = 0
Unidades: N · m = J. El trabajo puede ser positivo o negativo según el ángulo.
Ejemplos
Ejemplo: 30 N a lo largo de 4 m
W = (30)(4) = 120 J.
Ejemplo: fuerza perpendicular
Cualquier F con θ = 90° → W = 0.