De estas técnicas nos preocuparemos principalmente con el estudio de tiempo, ya que es la técnica básica de medición laboral. Algunas de las otras técnicas se derivan o son variantes.
El estudio de tiempo consiste en tiempos de registro y tasas de trabajo para elementos de un trabajo específico realizado en condiciones especificadas para obtener el tiempo necesario para llevar a cabo un trabajo en un nivel definido de rendimiento.
En esta técnica, el trabajo a estudiar está cronometrado con un cronómetro, clasificado y el tiempo básico calculado.
Uno de los requisitos más críticos para el estudio de tiempo es el de la descomposición elemental. Hay algunas reglas generales sobre la forma en que un trabajo debe dividirse en elementos. Incluyen lo siguiente. Los elementos deben ser fácilmente identificables, con comienzos y finales definidos para que, una vez establecidos, puedan ser reconocidos repetidamente. Estos puntos se conocen como puntos de interrupción y deben describirse claramente en la hoja de estudio. Los elementos deben ser tan cortos como el observador pueda ser convenientemente cronometrado. En la medida de lo posible, los elementos, particularmente los manuales, deben elegirse para que representen segmentos naturalmente unificados y distintos de la operación.
El estudio de tiempo se basa en un registro de tiempos observados para hacer un trabajo junto con una evaluación del observador de la velocidad y la efectividad del trabajador en relación con el concepto de calificación estándar del observador.
Esta evaluación se conoce como calificación, la definición se da en BS 3138 (1979):
El valor o símbolo numérico utilizado para denotar una tasa de trabajo.
¿Cómo se mide el trabajo realizado?
El trabajo es la transferencia de energía mecánica de un objeto a otro. Dado que el trabajo es un movimiento de energía, se mide en las mismas unidades que la energía: Joules (J). La definición de trabajo en un contexto físico es bastante diferente de cómo se usa en la vida diaria de una persona y es la siguiente: [1]
Esto significa que cuando se aplica una fuerza a un objeto a través de una distancia, la energía total del objeto se verá afectada. El objeto se acelerará o disminuirá, lo que dará como resultado un cambio en su energía cinética (vista en la Figura 1), o tendrá una energía potencial alterada si, por ejemplo, se levantó una cierta altura bajo la fuerza de la gravedad. [1]
El trabajo también se extiende más allá de lo que una persona puede ver físicamente. También puede afectar las propiedades microscópicas de un sistema, como la temperatura. En 1843, esta idea comenzó a ser explorada por los científicos, [3] y sus resultados condujeron a la formulación de lo que ahora se conoce como termodinámica. Trabajar en un sistema puede afectar su energía interna, al igual que agregar calor. Sin embargo, los dos procesos son fundamentalmente diferentes y pueden explorarse en la página de Heat vs Work.
Todos los casos descritos hasta ahora de cómo el trabajo puede afectar un sistema se puede resumir en una sola ecuación: [1]
Esta ecuación dice que el trabajo ([Math] w [/math]) puede cambiar ([matemáticas] delta [/matemáticas]) la energía cinética de un sistema ([matemáticas] k [/matemáticas]), energía potencial ([matemáticas] u [/math]), energía térmica ([matemáticas] e_ {th} [/math]), o cualquier combinación de los tres.
¿Cómo se mide trabajo y energía?
El trabajo se puede definir como transferencia de energía. En física decimos que el trabajo se realiza en un objeto cuando transfiere energía a ese objeto. Si un objeto transfiere (da) energía a un segundo objeto, entonces el primer objeto funciona en el segundo objeto.
El trabajo es la aplicación de una fuerza a distancia. Levantar un peso del suelo y ponerlo en un estante es un buen ejemplo de trabajo. La fuerza es igual al peso del objeto, y la distancia es igual a la altura del estante (w = fxd).
Principio de energía laboral: el cambio en la energía cinética de un objeto es igual al trabajo neto realizado en el objeto.
La energía se puede definir como la capacidad de hacer el trabajo. El caso más simple de trabajo mecánico es cuando un objeto está quieto y lo obligamos a moverse. La energía de un objeto en movimiento se llama energía cinética. Para un objeto de masa m, moviéndose con velocidad de magnitud V, esta energía se puede calcular a partir de la fórmula E = 1/2 MV^2.
Energía atómica/nuclear liberada en reacciones nucleares. Cuando un neutrón divide el núcleo de un átomo en piezas más pequeñas, se llama fisión. Cuando se unen dos núcleos por debajo de millones de grados de calor, se llama fusión
Energía eléctrica: la generación o uso de energía eléctrica durante un período de tiempo expresado en kilovatios-hora (kWh), megavatt-horas (nm) o gigavatios-horizos (GWH).
Energía química: la energía química es una forma de energía potencial relacionada con la ruptura y la formación de enlaces químicos. Se almacena en alimentos, combustibles y baterías, y se libera como otras formas de energía durante las reacciones químicas.
¿Cuáles son las unidades para medir el trabajo?
A principios de los años setenta, cuando estaba en la escuela de posgrado, nuestro gobierno se comprometió a convertir el sistema de medición de EE. UU. En el sistema métrico. Una caricatura popular en ese momento mostraba a un técnico de laboratorio con una caja de pies humanos amputados de pie en la puerta de la sala de suministro. El empleado de suministro también sostenía una caja, pero la suya estaba llena de medidores de voltios. El subtítulo era «intercambiando pies por metros». Eso fue hace casi 37 años, ¡y todavía tenemos la mayoría de esos pies! Supongo que podría decir que todavía estamos «avanzando» en el sistema métrico.
El sistema SI (Système International d’Inités, o el sistema internacional de unidades) es la versión moderna del sistema métrico, y Estados Unidos tiene mucho dolor por no adoptar su transportabilidad inherente a través de las fronteras internacionales. Es el estándar en nuestra comunidad científica y su uso está aumentando en nuestros sectores de ingeniería e industrial, pero todavía es bastante impopular con el proletariado. ¿Por qué? Porque las unidades de medida son totalmente inutilizables por la mayoría de nosotros.
Tomemos, por ejemplo, esa cantidad simple que conocemos como trabajo. El trabajo, en un entorno lineal, es bastante sencillo (juego de palabras). El trabajo (w) se define como el producto de la fuerza (f) que se aplica a un objeto y la distancia (d) que el objeto viaja como resultado de esa fuerza. Entonces el trabajo es simplemente w = fd.
En el buen sistema inglés, la fuerza se mide en libras y la distancia se mide en pies. Si levantamos una caja de 100 lb a una altura de 10 pies, realizamos 1000 ft-lb de trabajo. Dado que el trabajo es directamente proporcional tanto a la fuerza como a la distancia, una caja de 10 lb levantada a una altura de 100 pies requiere exactamente la misma cantidad de trabajo.
¿Cómo se mide el trabajo en la física?
La unidad de trabajo es el Joule (J), que es kg · m²/s² en unidades SI. Otra unidad de trabajo estándar es KWH.
La unidad de potencia es el Watt (W), que es el número de julios de trabajo realizado por segundo.
Hay 1,000 julios en un KJ (KiloJoule). Cada vez que vea la letra K frente a una unidad, eso significa que la unidad se multiplica por 1,000.
Una potencia es igual a 735.5 vatios, o julios por segundo. Entonces, si el trabajo se realiza en una potencia durante 1 segundo, eso es igual a 735.5 julios. Multiplique por la duración del trabajo, en segundos, para encontrar la energía total en julios.
Joules por segundo es la tasa de trabajo realizada y se conoce más comúnmente como poder. La unidad para la potencia es el vatio (W), cuyas unidades son J/s.
¿Qué es el trabajo y cómo se mide?
La medición del trabajo es el proceso de establecer el tiempo que tomaría una tarea determinada cuando se realiza un trabajador calificado que trabaja en un nivel de desempeño definido.
Hay varias formas en que se puede medir el trabajo y se han establecido una variedad de técnicas. El procedimiento básico, independientemente de la técnica de medición particular que se utiliza, consta de tres etapas;
- una fase de análisis en la que el trabajo se divide en componentes convenientes y discretos, comúnmente conocidos como elementos;
- una fase de medición en la que la técnica de medición específica se utiliza para establecer el tiempo requerido (por un trabajador calificado que trabaja en un nivel de rendimiento definido) para completar cada elemento de trabajo;
- Una fase de síntesis en la que se agregan los diversos tiempos elementales, junto con las asignaciones apropiadas (ver más abajo), para construir el tiempo estándar para el trabajo completo.
Las técnicas utilizadas para medir el trabajo se pueden clasificar en aquellas que dependen de la observación directa del trabajo y las que no lo hacen. Por ejemplo, algunas técnicas, como los sistemas predeterminados de tiempo de movimiento y el uso de datos sintéticos o estándar, pueden proporcionar tiempos de simulación o incluso visualización del trabajo. Sin embargo, los datos en los que se basan tales técnicas se basaron casi seguramente en la observación anterior del trabajo real.
Las técnicas de observación directa, como el estudio de tiempo y la estimación analítica, incluyen un proceso para convertir tiempos observados en tiempos para el «trabajador calificado que trabaja en un nivel definido de rendimiento». El más común de estos procesos se conoce como calificación.
¿Qué es trabajo y cómo se mide?
Dos vectores (en este caso, la fuerza y el cambio) se definen como antiparalelos si tienen la misma dirección pero versos opuestos.
Como ejemplo, se puede considerar un frenado en el automóvil: cuando esto sucede, la máquina avanza, pero las fuerzas de fricción con el asfalto se dirigen hacia atrás.
En estos casos, en los que hay fuerzas que obstaculizan el movimiento, el trabajo supone un valor negativo: l = – f. s. Las fuerzas actúan llevando a cabo un trabajo negativo que se define como resistente.
Un cuerpo está sujeto a una fuerza fuerte: la fuerza de peso es de hecho esa fuerza que atrae objetos hacia el centro de la tierra (es decir, la fuerza que el campo gravitacional terrestre ejerce sobre un cuerpo con masa).
Una fuerza perpendicular al desplazamiento no realiza ningún trabajo (la proyección de la fuerza en la dirección del movimiento no es nada): l = 0
Un ejemplo puede ser el de un tranvía que se mueve sin fricción en una pista horizontal. La fuerza de peso que actúa sobre el carro está apuntando (perpendicular al movimiento horizontal) y no afecta el movimiento ni en positivo ni en negativo.
Una fuerza que actúa sobre un cuerpo no siempre produce un movimiento en la misma dirección. En este caso, cuando la fuerza está inclinada con un ángulo α en comparación con el movimiento, el trabajo se calculará como L = F ‘. S donde es la proyección ortogonal de F de acuerdo con el movimiento o el componente de la fuerza paralela a la mudanza.
¿Qué es el trabajo en química?
Los químicos investigan las propiedades de la materia en el nivel de átomos y moléculas. Miden proporciones y tasas de reacción para comprender sustancias desconocidas y cómo se comportan, o para crear nuevos compuestos para su uso en una variedad de aplicaciones prácticas. Para hacer esto, utilizan una amplia gama de técnicas analíticas e instrumentación, incluida la cromatografía y la espectroscopía.
Los químicos generalmente se especializan en bioquímica, neuroquímica, química nuclear o química teórica. En la industria farmacéutica, los químicos desarrollan medicamentos y estudian sus propiedades para determinar la calidad y la estabilidad de los medicamentos. Algunos químicos incluso trabajan en ciencias forenses para establecer evidencia en investigaciones criminales. Los químicos experimentados también participan en la preparación de la documentación para licencias de productos.
Los trabajos para químicos requieren una licenciatura y generalmente un doctorado. Los químicos necesitan un conocimiento completo de las matemáticas y la física, así como la biología, porque a menudo trabajan en colaboración en equipos interfuncionales y hay mucha superposición con otros campos científicos como la medicina, la radiología y las disciplinas de ingeniería. Los químicos deben ser altamente calificados técnicamente y cumplir con los procedimientos estrictos y los requisitos de salud y seguridad. También deben tener la capacidad de interpretar datos, así como excelentes habilidades de escritura, para informar resultados científicos y enviar sus hallazgos para la revisión por pares.
Todos los químicos trabajan con formas simples de materia para alcanzar una mayor comprensión de los químicos en sí, descubren los elementos de sustancias desconocidas o crear compuestos químicos completamente nuevos para su uso en una variedad de aplicaciones.
Los químicos típicamente se especializan en una de las subdisciplinas de la química, la más destacada de los que son bioquímica, neuroquímica, química nuclear y química teórica. Incluso hay aquellos involucrados en la química forense que trabajan con la policía para establecer evidencia en investigaciones penales. Algunas de las subcontrolaciones están interrelacionadas debido a la naturaleza compleja y generalizada del campo.
¿Cuánto se mide el trabajo?
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En física, el «trabajo» tiene una definición diferente a la que hace en el discurso cotidiano. Específicamente, el término «trabajo» se usa cuando una fuerza física hace que un objeto se mueva. En general, si una fuerza fuerte hace que un objeto se mueva muy lejos, se realiza mucho trabajo, y si la fuerza es pequeña o el objeto no se mueve muy lejos, solo se hace un poco de trabajo. La fuerza se puede calcular con el trabajo de fórmula = F × D × coseno (θ), donde F = fuerza (en newtons), d = desplazamiento (en metros) y θ = el ángulo entre el vector de fuerza y la dirección de movimiento.
- Para que este proceso sea fácil de entender, sigamos con un problema de ejemplo. Digamos que un vagón de tren de juguete está siendo arrastrado directamente hacia adelante por el tren frente a él. En este caso, tanto el vector de fuerza como la dirección del movimiento del tren de la misma manera: hacia adelante. En los próximos pasos, utilizaremos esta información para ayudar a encontrar el trabajo realizado en el objeto.
- Tenga en cuenta que las medidas de distancia deben estar en metros para la fórmula de trabajo.
- En nuestro ejemplo de tren de juguete, digamos que estamos encontrando el trabajo realizado en el tren a medida que viaja a lo largo de la pista. Si comienza en cierto punto y termina en un punto de aproximadamente 2 metros (6.6 pies) hacia arriba, podemos usar 2 metros (6.6 pies) para nuestro valor «D» en la fórmula.
- Tenga en cuenta que las medidas de fuerza deben estar en Newtons para la fórmula de trabajo.
- En nuestro ejemplo, digamos que no sabemos la magnitud de la fuerza. Sin embargo, digamos que sabemos que el tren de juguete tiene una masa de 0.5 kilogramos y que la fuerza está haciendo que se acelere a una velocidad de 0.7 metros/segundo2. En este caso, podemos encontrar la magnitud multiplicando M × A = 0.5 × 0.7 = 0.35 Newtons.
- Es hora de resolver nuestro problema de ejemplo. Con un valor para la fuerza de 0.35 Newtons y un valor para el desplazamiento de 2 metros (6.6 pies), nuestra respuesta es un solo problema de multiplicación: 0.35 × 2 = 0.7 Joules.
- Es posible que haya notado que, en la fórmula provista en la introducción, hay una pieza adicional en la fórmula: coseno (θ). Como se discutió anteriormente, en este ejemplo, la fuerza y la dirección del movimiento están en la misma dirección. Esto significa que el ángulo entre ellos es 0O. Dado que Cosine (0) = 1, no necesitamos incluirlo, solo estamos multiplicando por 1.
- Tenga en cuenta que Joules también tiene una definición alternativa: un vatio de potencia irradiado en un segundo. [3] La fuente de XResearch consulte a continuación una discusión más detallada del poder y su relación con el trabajo.
- Veamos otro problema de ejemplo. En este caso, digamos que estamos tirando un tren de juguete hacia adelante como en el problema de ejemplo anterior, pero que esta vez en realidad estamos tensando hacia arriba en un ángulo diagonal. En el siguiente paso, tendremos esto en cuenta, pero por ahora, nos apegaremos a los conceptos básicos: el desplazamiento del tren y la magnitud de la fuerza que actúa sobre él. Para nuestros propósitos, digamos que la fuerza tiene una magnitud de 10 Newtons y que se mueve los mismos 2 metros (6.6 pies) hacia adelante como antes.
- En nuestro problema de ejemplo, digamos que la fuerza se aplica aproximadamente 60o por encima del horizontal. Si el tren todavía se está moviendo directamente hacia adelante (es decir, horizontalmente), el ángulo entre el vector de fuerza y el movimiento del tren es de 60o.
- Resolvamos nuestro problema de ejemplo. Usando una calculadora, encontramos que el coseno de 60o es 1/2. Al conectar esto a la fórmula, podemos resolver lo siguiente: 10 Newtons × 2 metros (6.6 pies) × 1/2 = 10 Joules.
- Por ejemplo, digamos que sabemos que nuestro tren está siendo tirado con 20 Newtons of Force en un ángulo diagonal de más de 5 metros (16.4 pies) de pista para realizar 86.6 julios de trabajo. Sin embargo, no conocemos el ángulo del vector de fuerza. Para resolver el ángulo, solo aislaremos esa variable y resolveremos de la siguiente manera:
- Por ejemplo, para el problema de ejemplo en el paso anterior, supongamos que el tren tardó 12 segundos en mover 5 metros (16.4 pies). En este caso, todo lo que necesitamos hacer es dividir el trabajo realizado para moverlo 5 metros (86.6 Joules) por 12 segundos para encontrar nuestra respuesta para el poder: 86.6/12 = ‘7.22 vatios.
- Por ejemplo, para el problema de ejemplo en los dos pasos anteriores, digamos que el tren inicialmente tenía una energía mecánica total de 100 julios. Dado que la fuerza en el problema está tirando del tren en la dirección en que ya está viajando, es positiva. En este caso, la energía final del tren es TMEI + WNC = 100 + 86.6 = 186.6 Joules.
- Tenga en cuenta que las fuerzas no conservadoras son fuerzas cuyo poder para afectar la aceleración de un objeto depende de la ruta tomada por el objeto. La fricción es un buen ejemplo: un objeto empujado sobre una ruta corta y directa sentirá los efectos de la fricción por un corto tiempo, mientras que un objeto empujado sobre un camino largo y serpenteante hacia la misma ubicación final se sentirá más fricción en general.
Para encontrar trabajo en 1 dimensión, comience al encontrar el desplazamiento de su objeto o la distancia que recorrió debido a alguna fuerza. Luego, encuentre la fuerza que se ejerció en su objeto, que puede obtener multiplicando la masa de su objeto por su aceleración. A continuación, conecte estos valores a la ecuación W = F × D, donde W = Work, F = Force y D = Distancia, y resuelva para W. Finalmente, etiquete su respuesta en Joules, que es cómo se dan los valores para el trabajo en física. Para aprender a encontrar trabajo con una fuerza en ángulo o usar un valor de trabajo, ¡siga leyendo!
¿Cómo se calcula el trabajo total?
Si todo lo que vino aquí es aprender a calcular el trabajo, esta es su sección. Eres doblemente afortunado ya que el cálculo es bastante simple, como lo hayas adivinado en la fórmula de trabajo.
Todo lo que necesita hacer es tomar la fuerza, F, y multiplicarla por la distancia que se movió el objeto. El resultado será el trabajo realizado en el objeto.
Si desea ser elegante/avanzado, puede incluir la definición de fuerza en la ecuación de trabajo y obtener:
que sigue siendo una multiplicación simple que se puede hacer rápidamente. ¿Demasiado trabajo para ti? ¡No te preocupes! Nuestra calculadora le dirá exactamente cuánto trabajo se ha realizado en su escenario, por lo que puede guardar esa preciosa capacidad intelectual.
La calculadora de trabajo es muy simple de usar. En su forma básica, simplemente necesita ingresar la fuerza y la distancia desde su escenario, y calculará automáticamente el resultado para usted.
Si eres una persona aventurera, puedes usar el modo avanzado para llegar a más… cálculos avanzados y modos alternativos.
Cuando ingrese este modo, verá 3 secciones diferentes que le permitirán calcular:
- Calcule el trabajo a partir de la masa, la velocidad inicial y la velocidad final;
- Calcule el trabajo desde la fuerza y la distancia;
- Calcular la fuerza de la masa y la aceleración;
- Calcule la aceleración a partir de la velocidad inicial, la velocidad final y el tiempo;
- Calcule la potencia del trabajo y el tiempo; y…
- ¡Mucho mas!
Esta calculadora de trabajo es inteligente. ¡Todo lo que necesita hacer es ingresar los valores que conoce y calculará el trabajo y todos los demás valores posibles para usted!
¿Cuánto vale el trabajo en física?
En física, el trabajo es la cantidad de energía requerida para realizar una tarea determinada (como mover un objeto de un punto a otro). Comenzamos definiendo el producto escalar de dos vectores, que es una parte integral de la definición de trabajo, y luego recurrimos a definir y usar el concepto de trabajo para resolver problemas.
o Reconocer y usar el producto escalar de dos vectores
o Comprender el concepto de trabajo en el contexto de la física
o Calcule el trabajo involucrado en mover objetos de una ubicación a otra
En algunos problemas o situaciones físicas, la capacidad de calcular el componente de un vector en la dirección de otro es útil. Vimos algo de esto en nuestro estudio anterior de vectores en relación con los vectores unitarios: podemos descomponer un vector como 3x + 2y en sus componentes: 3x (un vector de magnitud 3 en la dirección x) y 2y (( un vector de magnitud 2 en la dirección y). Pero, ¿qué pasa si queremos calcular el componente de algún vector en la dirección de otro vector arbitrario? Con este fin, definimos el producto escalar (también llamado producto DOT) de dos vectores. (Llamamos a esto el producto escalar porque el producto es un escalar en lugar de un vector). Dados dos vectores a = a1x + a2y y b = b1x + b2y, el producto escalar A? B es lo siguiente:
Tenga en cuenta que A? B = B? R. Podemos factorizar las magnitudes de A y B (A y B, respectivamente) y escribir el producto escalar en términos de estas magnitudes y el producto escalar de dos vectores unitarios correspondientes, A y B, que están en direcciones de A y B, respectivamente. (En otras palabras, a = aa y b = bb.)
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