3 Lección: Trabajo, potencia y energía cinética de rotación.

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TRABAJO DE ROTACIÓN

Para un cuerpo rígido que gira en torno a un eje fijo que pasa por O como se ve en la figura:

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Si una fuerza externa \(F\) se aplica en un punto \(Q\) del cuerpo rígido a una distancia \(r\) del punto \(O\), el trabajo de rotación realizado por \(F\) cuando el objeto gira a una distancia infinitesimal  ds = rdθ es:

\(W=\tau\theta\)

 

Ejemplo 1: Se aplica una fuerza constante tangencial de \(5\ N\)  a una rueda de \(2\ m\) de radio. Si la rueda gira \(15\ vueltas\), ¿cuál es el trabajo hecho por la fuerza?.

UN5G2

Solución:

El momento de la fuerza es:

\(\tau\ =\ Fr\ =\ 5*2\ =\ 10\, N*m\ =\ 10\ J\)

El ángulo que giró la rueda es:

\(\theta\ =\ 15*2\pi\ =\ 94.248\ radianes\)

Recuerda que una vuelta equivale a \(2\pi\)

El trabajo será:

\(W=\tau\theta\)

\(W\ =\ 10\ J*94.248\ =\ 942.48\, J\)

PREGUNTA: Se aplica una fuerza constante tangencial de \(10\ N\) a una rueda de \(4\ m\) de radio. Si la rueda gira \(10\ vueltas\), ¿Cuál es el trabajo hecho por la fuerza?.