Calculadora de trabajo y potencia
El trabajo es la fuerza por la distancia recorrida en la dirección de la fuerza. Introduce la fuerza, la distancia y el ángulo entre ambas, además del tiempo empleado para obtener la potencia en vatios y caballos de potencia. Elige cuál de los dos, trabajo o potencia, es el resultado principal.
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Fórmula
- Trabajo:
W = F × d × cos θ - Potencia media:
P = W ÷ t
θ va de 0° (fuerza en la dirección del movimiento) a 180° (fuerza en contra). Los datos se convierten con exactitud: 1 lbf = 4,4482216 N, 1 ft = 0,3048 m, 1 mile = 1609,344 m. Los resultados añaden 1 ft·lbf = 1,3558179 J y 1 caballo de potencia mecánico = 550 ft·lbf/s = 745,69987 W.
Ejemplo resuelto
Una fuerza de 50 N mueve un cajón 10 m, con la cuerda a 60° del suelo, en 5 s.
- Trabajo = 50 × 10 × cos 60° = 50 × 10 × 0,5 = 250 J
- Potencia = 250 ÷ 5 = 50 W, que es 50 ÷ 745,7 = 0,0671 hp
En la dirección del movimiento (0°), el mismo empujón realiza 500 J; a 90° no realiza trabajo.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del trabajo?
W = F × d × cos θ, donde θ es el ángulo entre la fuerza y la dirección del movimiento. Un empujón de 50 N a lo largo de 10 m en línea recta realiza 50 × 10 × cos 0° = 500 J.
¿Por qué importa el ángulo?
Solo la parte de la fuerza que va en la dirección del movimiento realiza trabajo. Arrastrar un trineo con una cuerda a 60° da 50 × 10 × 0,5 = 250 J; a 90° (por ejemplo, llevar una bolsa en horizontal) el trabajo es 0 J.
¿Puede el trabajo ser negativo?
Sí. Si la fuerza va en contra del movimiento (ángulo mayor de 90°), quita energía. La fricción que actúa en sentido contrario a un deslizamiento de 10 m con 50 N realiza 50 × 10 × cos 180° = −500 J.
¿Cómo calculo la potencia a partir del trabajo?
La potencia es el trabajo dividido entre el tiempo, P = W ÷ t. Realizar 250 J en 5 s equivale a 50 W. Un caballo de potencia mecánico equivale a 550 ft·lbf por segundo, exactamente 745,7 W, así que 50 W son unos 0,067 hp.
¿Cómo convierto entre julios y pies-libra?
Un pie-libra-fuerza equivale exactamente a 1,3558179 J. Elevar un peso de 20 lbf a 15 ft en vertical son 300 ft·lbf, o 300 × 1,3558179 = 406,7 J; a 30° respecto al movimiento son 259,8 ft·lbf.