Enunciado: El trabajo se define como el producto punto entre los vectores fuerza y desplazamiento; en una situación particular se tiene una fuerza de 144 N que actúa paralelamente a una superficie horizontal sobre una masa de 9,00 kg; el coeficiente de fricción entre la superficie horizontal y la masa es de 0,0530. Como resultado de la aplicación de la fuerza, el cuerpo se desplaza 11,0 m. Con base en la anterior información, determinar:
A. El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa.
B. El trabajo neto realizado.
C. La velocidad final del cuerpo, teniendo en cuenta que parte del reposo.
Respuestas
El trabajo neto realizado es de 1803,40 joules joules y la velocidad final de 14,15 m/seg
Explicación paso a paso:
Datos:
F = 144N
m = 9 kg
μ = 0,0530
d = 11 m
Las fuerzas que intervienen son: la Normal, el Peso, La fuerza de rozamiento y la Fuerza dada:
Calculemos las fuerzas:
Normal y el Peso:
ΣFy = 0
N-P = 0
N = P
P = m*g
P = 9kg*9,8m/seg²
P = 88,2 N
Fuerza de rozamiento:
Fr = P*μ
Fr = 88,2 N*0,053
Fr = 4,67 N
A. El trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa.
WF = F*d*cosα =144N*11m*cos0°= 1584 joules
WN = N*d*cosα = 88,2N*11m*cos90° = 0 joule La normal no produce ningún trabajo
WFr = Fr*d*cosα = 4,67N*11m*cos180° =-50,6 joules La Fuerza de rozamiento siempre produce un trabajo negativo
WP =P*d*cosα = 88,2N*11m*cos270° = 0 joules
B. El trabajo neto realizado.
WNeta = Wf+WN+WFr+WP
WNeta = 1854 joules- 50,6joules
WNeta = 1803,40 joules
C. La velocidad final del cuerpo, teniendo en cuenta que parte del reposo.
Vo = 0
W = m(Vf-Vo)²
1803,4 joules= 9kg Vf²
Vf = 14,15m/seg
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