una caja de 10 kg descansa sobre una mesa horizontal el coheficiente de rozamiento entre la caja y la mesa es de 0.4 una fuerza tira de la caja con velocidad constante a lo largo de 5 metros ¿halle el trabajo de la fuerza normal y la fuerza de fricción?
Respuestas
El trabajo que ejerce una fuerza que actua durante un cierto desplazamiento de un cuerpo se define como:
W = F·Δx ; desarrollando el producto punto queda:
W = F*Δx*cos(α) donde:
W = trabajo realizado por F
F = Fuerza
Δx = desplazamiento
α = ángulo entre los vectores F y Δx
Determinando las fuerzas Normal (N) y fricción (fr):
por DCL:
N = m*g = 10*9.8 = 98 [N]
fr = μ*N = 0.4*98 = 3.92 [N]
Determinado el trabajo para cada fuerza requerida:
Normal:
W = F*Δx*cos(α)
Tomando en cuenta que el vector Normal se encuentra formando un ángulo de 90° respecto al desplazamiento, reemplazamos:
W = 98*5*cos(90°) = 0 [N*m]
Fricción:
Tomando en cuenta que el vector fricción se encuentra por definición formando un ángulo de 180° respecto al desplazamiento, reemplazamos:
W = F*Δx*cos(α)
W = 3.92*5*cos(180°) = -19.6 [N*m]
Evaluando resultados:
Es de esperarse que el vector Normal no realice trabajo pues es perpendicular al desplazamiento y se distingue la característica de la fricción de originar trabajos resistivos, al oponerse al movimiento.