Un objeto de masa 10,0 kg es movido desde el reposo una distancia de 1,00 m a través de una superficie horizontal, aplicando una fuerza oblicua constante de 114 N a un ángulo 27,0° sobre la horizontal. Sí la fuerza de fricción entre el objeto y el peso es de 28,0 N:
Figura 8. Estudiante 5 (Trabajo, potencia y energía))
A. Calcular el trabajo neto efectuado sobre el objeto.
B. Determinar la potencia durante el desplazamiento de la distancia 1 m.
Respuestas
El trabajo realizado por la fuerza es de 73,57 J y la potencia es de 141,1 W
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado:
- m = 10 kg
- d= 1 m
- F= 114 / 27º N
- Fr = 28N
A. Calcular el trabajo neto efectuado sobre el objeto.
El trabajo neto efectuado lo calculamos como:
W = F*d
En éste caso las fuerzas que contribuyen al trabajo son las fuerzas horizontales, de tal forma que:
F total = Fx-Fr
Fx = 114 * Cos(27) = 101,57 N
Ftotal = 101,57-28 = 73,57 N
De tal forma que al sustituir en el trabajo tenemos que:
W= 73,57 * 1 = 73,57 J.
B. Determinar la potencia durante el desplazamiento de la distancia 1 m.
La potencia podemos calcularla como:
P = W/t
De modo que necesitamos calcular el tiempo que demora el cuerpo en recorrer 1 m, para ello calcularemos la aceleración del mismo mediante la segunda ley de newton:
Ftotal = m*a
a = Ftotal /m
a= 73,57 / 10 = 7,356 m/s²
Determinamos el tiempo como:
X = 1/2 a(t²)
1 = 1/2(7,357) t²
t= 0,52 s.
sustituimos en la potencia y nos da:
P= 73,57 / 0,52 = 141, 10 W
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