Calculadora de trabajo mecánico: fuerza, distancia y ángulo
Calcula el trabajo que hace una fuerza aplicada con un ángulo a lo largo de una distancia con W = F·d·cos θ, y la potencia media si conoces el tiempo.
Cómo funciona
W = F · d · cos θ · potencia media P = W ÷ t
El trabajo es la energía que transfiere una fuerza al mover un objeto: fuerza por distancia por el coseno del ángulo entre ambas. Solo cuenta la componente de la fuerza en la dirección del movimiento. Si empujas justo hacia adelante (0°), cuenta toda; si empujas de lado (90°), cos θ vale cero y no haces trabajo por más que empujes. Una fuerza que se opone al movimiento (ángulo mayor que 90°) hace trabajo negativo y le quita energía al objeto. Si divides el trabajo entre el tiempo, obtienes la potencia media.
Ejemplo resuelto
Ana jala su maleta con 50 N y la correa forma 30° con el piso; recorre 20 m en 25 s. El trabajo es W = 50 × 20 × cos 30° = 1,000 × 0.866 ≈ 866.03 J, y la potencia media, 866.03 ÷ 25 ≈ 34.64 W (unos 0.0465 hp).
Fuentes: Work (physics) — Wikipedia
Preguntas frecuentes
¿Por qué importa el ángulo?
Solo la parte de la fuerza alineada con el movimiento hace trabajo, y cos θ es justo esa proporción. Una fuerza perpendicular (90°, cos θ = 0) no hace trabajo: por eso cargar una bolsa caminando en horizontal no hace trabajo contra la gravedad, aunque canse.
¿El trabajo puede ser negativo?
Sí. Cuando la fuerza se opone al movimiento, con un ángulo mayor que 90°, cos θ es negativo y el trabajo también. La fricción y los frenos hacen trabajo negativo: le quitan energía cinética al objeto.
¿Qué relación hay entre trabajo y potencia?
La potencia es la rapidez con la que se hace el trabajo: P = W ÷ t. Los mismos 800 J hechos en 4 s son 200 W; en 2 s serían 400 W. El trabajo es la energía y la potencia, qué tan rápido la entregas.
¿En qué unidades se mide el trabajo?
En joules (J): un joule es el trabajo de una fuerza de 1 N a lo largo de 1 m. Si la fuerza está en newtons y la distancia en metros, el resultado sale directo en joules.
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Estimación con fines educativos. Revisa la fórmula y las unidades para tu caso concreto.