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# Calculadora de trabajo mecánico: W = F · d · cos α

> Calcula el trabajo de una fuerza según el ángulo con el desplazamiento: W = F · d · cos α. Trabajo positivo, negativo y nulo, el julio y ejemplos resueltos.

<Card title="Abrir la calculadora" icon="calculator" href="https://simulab.es/fisica/trabajo">
  Trabajo de una fuerza según su valor, el desplazamiento y el ángulo entre ambos.
</Card>

En física, **trabajo** no es lo mismo que esfuerzo. Sostener una maleta quieta durante una hora cansa mucho, pero no se hace ningún trabajo sobre ella. Una fuerza solo trabaja cuando **desplaza** algo, y solo cuenta la parte de la fuerza que va en la dirección del movimiento.

## Cómo se usa la calculadora

1. Escribe la **fuerza** $F$ en newtons.
2. Escribe el **desplazamiento** $d$ en metros.
3. Escribe el **ángulo** $\alpha$ entre la fuerza y el desplazamiento, en grados.
4. La calculadora muestra $\cos\alpha$, la operación y el trabajo en julios.

## La fórmula

$$
W = F\,d\cos\alpha
$$

$F\cos\alpha$ es la componente de la fuerza en la dirección del movimiento. La unidad es el **julio**: $1\ \text{J} = 1\ \text{N} \cdot 1\ \text{m}$.

| Ángulo | $\cos\alpha$ | Trabajo | Ejemplo |
| - | - | - | - |
| 0° | 1 | Máximo, positivo | Empujar un carro en la dirección en que avanza |
| 0° – 90° | entre 0 y 1 | Positivo | Tirar de una maleta con el asa inclinada |
| 90° | 0 | **Nulo** | El peso de una maleta que llevas en horizontal |
| 90° – 180° | negativo | Negativo | Frenar algo que se mueve |
| 180° | −1 | Negativo, máximo | El rozamiento |

* **Trabajo positivo**: la fuerza aporta energía al cuerpo.
* **Trabajo negativo**: la fuerza le quita energía.

### Trabajo del peso

Al subir un cuerpo una altura $h$, el peso hace un trabajo $W = -m g h$; al bajarlo, $+m g h$. No depende del camino, solo de la diferencia de alturas: por eso el peso es una fuerza **conservativa**.

### Trabajo y energía

El trabajo es una forma de **transferir energía**. El trabajo total sobre un cuerpo es igual a la variación de su energía cinética: $W_{\text{total}} = \Delta E_c$.

## Ejemplos resueltos

<AccordionGroup>
  <Accordion title="Ejemplo 1 · Arrastrar una maleta" defaultOpen>
    Tiras de una maleta con 50 N mediante un asa inclinada 30° sobre la horizontal y la arrastras 20 m. ¿Qué trabajo haces?

    $W = 50 \cdot 20 \cdot \cos 30° = 50 \cdot 20 \cdot 0{,}866 = 866$ J.
  </Accordion>

  <Accordion title="Ejemplo 2 · Levantar una caja">
    Subes una caja de 10 kg a una estantería de 2 m a velocidad constante. ¿Qué trabajo haces?

    Tu fuerza iguala al peso: $F = 10 \cdot 9{,}81 = 98{,}1$ N, vertical y hacia arriba como el desplazamiento.

    $W = 98{,}1 \cdot 2 \cdot \cos 0° = 196$ J. El peso hace $-196$ J.
  </Accordion>

  <Accordion title="Ejemplo 3 · Trabajo del rozamiento">
    Una fuerza de rozamiento de 20 N actúa sobre un cuerpo que se desliza 10 m.

    $W = 20 \cdot 10 \cdot \cos 180° = -200$ J. El rozamiento le quita 200 J de energía.
  </Accordion>

  <Accordion title="Ejemplo 4 · Trabajo nulo">
    Llevas una mochila de 5 kg mientras caminas 100 m por un suelo horizontal. ¿Qué trabajo hace tu fuerza vertical sobre la mochila?

    El ángulo entre la fuerza (vertical) y el desplazamiento (horizontal) es 90°: $W = 0$.
  </Accordion>
</AccordionGroup>

## Errores frecuentes

* **Poner la calculadora en radianes** al calcular $\cos\alpha$ a mano.
* **Medir el ángulo con la vertical** en lugar de con el desplazamiento.
* **Pensar que todo esfuerzo es trabajo.** Sin desplazamiento, no hay trabajo.
* **Olvidar el signo negativo** del trabajo de rozamiento.

## Herramientas relacionadas

<CardGroup cols={3}>
  <Card title="Calculadora de potencia" icon="calculator" href="/fisica/dinamica/potencia">
    El trabajo por unidad de tiempo.
  </Card>

  <Card title="Energía mecánica" icon="flask" href="/fisica/dinamica/energia-mecanica">
    El trabajo del rozamiento en una montaña rusa.
  </Card>

  <Card title="Calculadora de fuerza" icon="calculator" href="/fisica/dinamica/fuerza">
    La segunda ley de Newton.
  </Card>
</CardGroup>


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