Trabajo mecánico y transformación de la energía

Actividad: a partir del problema anterior (una fuerza constante que realiza trabajo sobre un cuerpo), se pide identificar qué gráfica representa correctamente la relación entre la fuerza aplicada y el desplazamiento.

1. En el problema, la fuerza aplicada es constante durante todo el desplazamiento, por lo que la gráfica debe ser una línea horizontal (la fuerza no cambia con la distancia).
2. Para un trabajo de W = 100\,\text{N} \times 20\,\text{m} = 2000\,\text{J}, la gráfica correcta debe mostrar una fuerza de 100\,\text{N} y un desplazamiento de 20\,\text{m}.
3. Analizando las opciones: la gráfica c) muestra F = 100\,\text{N} constante con desplazamiento hasta 10\,\text{m}; la d) muestra F = 100\,\text{N} hasta 10\,\text{m} (versión gris). Entre las cuatro, la que mejor representa una fuerza constante de 100\,\text{N} con el desplazamiento correspondiente es la c, ya que la fuerza se mantiene constante a lo largo de todo el desplazamiento indicado, y el área bajo la curva representa el trabajo realizado.

Enunciado: Una fuerza de 100\,\text{N} actúa sobre un cuerpo que se desplaza 20\,\text{m} en la misma dirección de la fuerza. ¿Cuál es el trabajo realizado?

1. La fórmula del trabajo cuando la fuerza y el desplazamiento son paralelos es: W = F \times d
2. Sustituyendo los valores: W = 100\,\text{N} \times 20\,\text{m}
3. Calculando: W = 2000\,\text{J}

Enunciado: En los ferrocarriles a vapor, ¿de qué manera se degrada la energía en forma de calor?

1. El carbón se quema en la caldera para calentar el agua y generar vapor (transformación química → térmica).
2. El vapor mueve los pistones que hacen girar las ruedas (térmica → mecánica).
3. Al desplazarse, las ruedas rozan con los rieles y el tren choca contra el aire y las curvas, generando fricción.
4. El rozamiento con los rieles y el choque transforman parte de la energía mecánica en calor, que se disipa al ambiente.

Enunciado: En un día caluroso, un correcaminos desplaza un objeto 50\,\text{m} con una fuerza de 500\,\text{N}. Identifica las variables.

1. Variable independiente: La fuerza del correcaminos (500\,\text{N}), ya que es el factor que se aplica o controla.
2. Variable dependiente: El desplazamiento del objeto (50\,\text{m}), ya que es el resultado que se mide.
3. Variable interviniente: La temperatura (día caluroso), ya que puede afectar las condiciones del experimento pero no es la variable central.

Además, el trabajo realizado es: W = 500\,\text{N} \times 50\,\text{m} = 25\,000\,\text{J}