Enunciado: Un objeto de masa 11,0 kg es movido una distancia de 1,00 m a través de una superficie horizontal, aplicando una fuerza oblicua constante de 111 N a un ángulo 34,0° 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 1,00 m.
Respuestas
El objeto de masa 11 kg, al ser movido 1 metro, realizó un trabajo neto de 60.64 J, y una potencia de 100.65 W.
Explicación:
Tenemos que el trabajo neto es el realizado por la fuerza oblicua y la fuerza de fricción, tenemos que:
Wneto = WF - WFr
Wneto = (111 N)·(1 m)·Cos(37º) - (28N)·(1 m)
Wneto = 60.64 J
Ahora, para calcular la potencia debemos buscar en cuánto tiempo recorrió el metro de desplazamiento.
Aplicamos sumatorias de fuerza y despejamos la aceleración, tal que:
∑F = F·Cos(37º) - Fr = m·a
(111 N)·Cos(37º) - 28 N = (11 kg)·a
a = 5.51 m/s²
Ahora, buscamos el tiempo, tal que:
d = (1/2)·a·t²
1 m = (1/2)·(5.51 m/s²)·t²
t² = 0.363 s²
t = 0.602 s
Entonces, la potencia es energía entre tiempo, tal que:
P = 60.64 J / 0.602 s
P = 100.65 W
Por tanto, la potencia aplicada fue de 100.65 W.
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