Un bloque se mueve hacia arriba por un plano inclinado 30º bajo la acción de las tres fuerzas que se muestran en la figura. F1 es horizontal y de 40 N de magnitud. F2 es normal al plano y de 20 N de magnitud. F3 es paralela al plano y de 30 N de magnitud. Determine el trabajo realizado por cada una de las fuerzas, cuando el bloque (y el punto de aplicación de cada fuerza) se mueve 80 cm hacia arriba del plano inclinado
Respuestas
El trabajo realizado por cada una de las fuerzas es:
WF1 = 27.71Joules ; WF2 = 0 joules ; WF3 = 24 Joules.
El trabajo realizado por cada una de las fuerzas proporcionadas se calcula mediante la aplicación de la fórmula del trabajo que es igual al producto de la fuerza aplicada por la desplazamiento por el coseno del ángulo que forma la fuerza y el desplazamiento de la siguiente manera :
F1 = 40N
F2= 20N
F3= 30N
d= 80 cm * 1m/100cm = 0.80m
W = F*d *cos α
WF1 =F1*d*cosα
WF1= 40N * 0.80m * cos30º = 27.71 Joules
WF2 = F2*d*cosβ
WF2= 20N* 0.80m * cos 90º =0 joules .
WF3 = F3*d*cos γ
WF3 = 30N * 0.80m * cos 0º = 24 joules.
El trabajo realizado por cada una de las fuerzas es de:
Wf1 = 27.71 J
Wf2 = 0 J
Wf3 = 24 J
¿Qué es el trabajo?
El trabajo se entiende como la fuerza que se aplica para mover un cuerpo de un punto a otro. Es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (Work en ingles) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o Joules (J) .
En este caso, el trabajo es la cantidad de fuerza requerida para mover el bloque por el plano inclinado.
La ecuación de trabajo es la siguiente:
Donde:
W = Trabajo (J).
F = fuerza aplicada en el objeto.
d = desplazamiento.
α= ángulo que forma la dirección de la fuerza con el plano de movimiento.
Datos:
F1 = 40N
F2 = 20N
F3 = 30N
d = 80 cm = 0.8 m
Trabajo F1:
La fuerza 1 es horizontal, lo que quiere decir que forma un ángulo de 30 grados con respecto al plano de movimiento, sustituyendo en la ecuación tenemos:
Wf1 = 40 N * 0.80 m * Cos (30) = 27.71 J
Trabajo F2:
La fuerza 2 es normal lo que quiere decir que forma un ángulo de 90 grados con respecto al plano de movimiento, sustituyendo en la ecuación tenemos:
Wf2 = 20 N * 0.80 m * Cos (90) = 0 J
Trabajo F3:
La fuerza 3 es paralela lo que quiere decir que forma un ángulo de 0 grados con respecto al plano de movimiento, sustituyendo en la ecuación tenemos:
Wf3 = 30 N * 0.80 m * Cos (0) = 24 J
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