Question

El trabajo se define como el producto punto entre los vectores fuerza y desplazamiento; en una situación particular se tiene una fuerza de 125 N que actúa paralelamente a una superficie horizontal sobre una masa de 5,00 kg; el coeficiente de fricción entre la superficie horizontal y la masa es de 0,0440. Como resultado de la aplicación de la fuerza, el cuerpo se desplaza 13,0 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

Answer 1

La fuerza de rozamiento es siempre opuesta al deslizamiento del cuerpo

Fr = u m g = 0,0440 . 5,00 kg . 9,80 m/s² =2,156 N

A) T₁ = 125 N . 13,0 m = 1625 J

T₂ = 2,156 N . 13,0 m = 28,0 J

El peso y la reacción normal del plano no realizan trabajo.

B) T = T₁ + T₂ = (1625 - 28,0) J = 1597 J

C) El trabajo neto sobre el cuerpo produce una variación en su energía cinética.

T = 1/2 m (V²- Vo²); partiendo del reposo es Vo = 0

V = √(2 T/m)

V = √(2 . 1597 J / 5,00 kg) ≅ 25,3 m/s

Saludos Herminio

Answer 2

A) WF= 1625 Joules ; WN = WP= 0 joules ; WFr= -28.6 joules

B) W neto= 1596.4 joules.

C) Vf= 25.26 m/seg .

El trabajo realizado por cada una de las fuerzas y el trabajo neto se calculan mediante la formula de trabajo que es igual al producto de la fuerza por la distancia por el coseno del angulo que forman las fuerzas con el desplazamiento de la masa y el trabajo neto es la suma de los trabajos que actúan sobre la masa y la velocidad final se calcula con una de las  formulas de velocidad final del movimiento variado, de la siguiente manera:

 F = 125 N

m = 5 Kg

μ  = 0.0440

 d = 13.0 m

 A) WF =?  WFr=?  WN =? WP=?

 B) W neto=?

C ) Vf =?   Vo=0

                ∑Fy=0     N - P=0  

                 N = P = m*g = 5 Kg * 10 m/seg2 = 50 N

                 Fr = μ*N = 0.0440* 50 N  = 2.2 N

                    ∑Fx =m* a

                   F - Fr= m* a

              se despeja la a:

                  a = ( F - Fr)/m = ( 125N - 2.2N )/5 Kg = 24.56 m/seg2 .

    A ) WF= F* d  * cos 0°= 125N * 13m *cos0°  = 1625 joules

           WP = P * d * cos 90°  = 0 joules

           WN= N * d * cos 90° = 0 joules

           W Fr= Fr * d* cos 180°= 2.2 N *13m* cos 180° =  -28.6 joules.

   B) Wneto = WF + WFr + WN + WP

           W neto =   1625 joules + ( - 28.6 joules ) + 0Joules + 0 joules

           W neto= 1596.4 joules.

    C)    Vf² = Vo²+ 2*d*a   con Vo =0

             Vf = √( 2*d*a)  = √2*13m * 24.56 m/seg2

            Vf = 25.26 m/seg