La fuerza y el trabajo
La fuerza mueve las cosas
Al terminar vas a poder reconocer cuándo se aplica una fuerza, decir cuándo esa fuerza produce trabajo y explicar en qué te benefician las máquinas.
Qué es una fuerza
Una fuerza es un empujón o un jalón.
Cuando empujás la puerta, hacés fuerza. Cuando jalás la cuerda del cordel, hacés fuerza. No se ve la fuerza: se ve lo que le pasa al objeto.
Lo que la fuerza le hace a las cosas
Aplicar fuerza puede hacer cuatro cosas:
- Mover lo que estaba quieto: pateás la bola y sale.
- Parar lo que venía moviéndose: atajás la bola con las manos.
- Cambiar la dirección: le pegás de cabeza y la bola se va para otro lado.
- Deformar: apretás la plastilina, doblás un alambre, estirás una liga.
No toda fuerza viene de una persona. También empujan o jalan el viento, el agua del río, un buey y un motor. Y la gravedad: es lo que jala todo hacia el suelo y hace que las cosas caigan.
Cuándo se produce trabajo
En Ciencias, trabajo no es ir a la oficina.
Hay trabajo cuando aplicás una fuerza y el objeto se mueve una distancia en esa dirección.
Las dos cosas, juntas. Si falta una, no hay trabajo:
- Empujás el pupitre y se corre dos metros → hay trabajo.
- Empujás la pared con todas tus ganas y la pared no se mueve → te cansaste, pero no produjiste trabajo.
- Sostenés el bulto parado, sin caminar → no hay trabajo.
- Cargás el bulto y caminás hasta el aula → hay trabajo.
Y el trabajo es mayor cuando la fuerza es mayor o cuando la distancia es más larga. Arrastrar el saco diez metros es más trabajo que arrastrarlo uno.
Las máquinas y el trabajo
Las máquinas hacen el trabajo con menos esfuerzo de tu parte, o lo hacen más rápido, o mueven cosas que vos no podrías mover.
- El carretillo lleva en un viaje la tierra que a mano tomaría veinte viajes.
- La polea del pozo te deja subir el balde jalando hacia abajo, que es más cómodo.
- La rampa te deja subir la carga con menos fuerza en cada paso.
- La bomba de agua sube el agua al tanque del techo.
- El tractor ara en una mañana lo que a mano tomaría días.
- La bicicleta te lleva más lejos con el mismo pedaleo.
Gracias a eso hay caminos, casas, cosechas y agua en la llave. Y la gente se cansa menos y se lastima menos la espalda.
Ejemplos resueltos
1. El pupitre. Sofía empuja su pupitre y lo corre tres metros hasta la ventana.
Aplicó una fuerza y el pupitre recorrió una distancia. Hubo trabajo, y el efecto de la fuerza fue mover el objeto.
2. La pared. Beto empuja la pared del aula un minuto entero y suda.
Aplicó fuerza, pero la pared no se movió. No hubo trabajo, aunque él quedara cansado.
3. Los sacos y el carretillo. Karla tiene que llevar seis sacos de tierra hasta la huerta.
A mano son seis viajes cargando. Con el carretillo los lleva en dos, con menos esfuerzo en la espalda. El trabajo se hizo igual, pero la máquina se lo hizo más fácil.
Los errores que más se cobran
- Creer que si uno se cansa, hubo trabajo. Pasa porque el cansancio se siente; sin movimiento del objeto no hay trabajo, por mucho que sude.
- Pensar que fuerza es solo empujar. Pasa porque empujar es lo más visible; jalar es fuerza igual.
- Creer que solo las personas hacen fuerza. Pasa porque uno se fija en sus brazos; el viento, el agua, un buey y la gravedad también empujan y jalan.
- Pensar que la máquina hace desaparecer el trabajo. Pasa porque cuesta menos; el trabajo se hace igual, la máquina lo reparte para que el esfuerzo sea menor.
Cómo acompañar en casa
Esta parte es para la persona que acompaña. No hace falta saber la materia: las respuestas van al lado.
Al terminar, el estudiante tiene que poder: reconocer cuándo una fuerza mueve algo y cuándo no.
Tres preguntas para hacerle
- Empujaste la pared y no se movió. ¿Hubo trabajo? → No: si no se mueve, no hubo trabajo
- ¿Cansarse quiere decir que hubo trabajo? → No: se puede uno cansar sin mover nada
- ¿Para qué sirve el carretillo? → Para mover una carga con menos esfuerzo
Si se traba. Si cree que cansarse es sinónimo de trabajo, que empuje la pared diez segundos y pregúntele si la pared se movió.
Cinco minutos en la casa. Que empuje una silla vacía y después la misma silla con alguien sentado. Que diga en cuál costó más y por qué.
Clave de análisis
Fuerza es empujar o jalar, y puede mover, parar, desviar o deformar. Hay trabajo solo si la fuerza mueve el objeto una distancia. Las máquinas no borran el trabajo: lo hacen más llevadero.