Un velero para hielo descansa en una superficie horizontal sin fricción. Sopla un viento constante (en dirección de los patines del trineo), de modo que 4 s después de soltarse el velero adquiere una velocidad de 22 km/h ¿Qué fuerza constante ejerce el viento sobre el velero? La masa total del velero
más tripulante es de 200 kg.
Respuestas
La fuerza constante que ejerce el viento sobre el velero que descansa sobre la superficie del hielo es F = 306 N
La resolución de este problema es una aplicación de la 2da Ley de Newton.
Según este principio, la resultante del sistema de fuerzas que actúan sobre un punto, es igual al producto de su masa por su aceleración. De manera simbólica, esta ley se expresa de la siguiente manera:
∑F = (m)(a); en nuestro caso, ∑F = F que es la fuerza del viento.
Por otro lado, en un movimiento con aceleración constante, como en el caso de este problema, la aceleración se calcula de la siguiente forma:
a = (Vf-Vo) / t; en nuestro caso, Vo = 0 y Vf = V que es la velocidad del viento
Combinando entonces ambas ecuaciones, tenemos:
F = (m)(V)/(t)
F = (200)(6,11) / 4
F = 306 N
Nota: a los fines de mantener la homogeneidad dimensional, se convirtieron los Km/h de la velocidad a m/s.
22 km/H = 6,11 m/s