Una persona está parada sobre una balanza que se encuentra en un ascensor. Estando esté en reposo La balanza indica un peso de 55 kg
A)que indica la balanza hacia el ascensor baja con velocidad constante de v= 3m/s
B) qué indica si el ascensor sube con una aceleración de 0.4 m/s²
Respuestas
El Peso aparente en un ascensor para una persona esta determinado cuando acelera hacia arriba o hacia abajo de la siguiente manera:
Para responder la masa exacta de la persona, hace falta otro dato como la fuerza normal, sin embargo, te puedo explicar que ocurre con el peso aparente en un ascensor en términos físicos.
Observación: En física hay que tener cuidado con los termino, recuerda que el peso se mide en Newton y la masa en Kilogramos. :)
En un marco referencia inercial fuera del ascensor (fijo en tierra). La fuerza sobre la persona son: La ejercida por la báscula, es decir la fuerza normal (N) y el peso verdadero, w.
Escogiendo el sentido positivo hacia arriba y aplicando la segunda ley de Newton, tenemos:
F_{y}=N-mg=ma
N=m(g+a)
a) cuando la velocidad del ascensor es constante (a es cero), el peso aparente de la persona es igual a su peso verdadero.
N=mg=(55kg)(9.8m/s^{2})=539 N.
es decir que en este caso la masa es la misma 55kg.
b) Cuando el ascensor acelera hacia arriba (a=+0.4 m/ s^{2}), el peso aparente de la persona es mayor que su peso verdadero:
N=m(g+a)= (55kg)*(9.8m/s^{2}+0.4 m/s^{2})=561 N.
En un caso contrario si el ascensor desciende el peso aparente de la persona es menor a su peso verdadero. En este caso la importancia es el sentido de la aceleración en relación al sentido de movimiento del ascensor. Es irrelevante si el ascensor va subiendo o va bajando.
1.- Cuando el ascensor baja con velocidad constante el peso en la balanza será de 55kg o una fuerza de Fn = 539.55 N
2.- Cuando el ascensor sube con aceleración de 0.4m/s² el peso en la balanza será de m = 57.24 kg
1.- Si el ascensor baja con una velocidad de 3m/s la lectura de la balanza será de 55 kg
¿Qué es la segunda ley de newton?
Es la ley que establece la relación que hay entre la fuerza y la aceleración de un cuerpo, esta nos permite saber que existe un proporcionalidad de la fuerzas en función de la aceleración del objeto.
Aplicamos dicha ley
∑F = ma
Fn - mg = ma la lectura de la balanza es la fuerza normal (Fn), que será la variable a despejar.
Fn = ma + mg
Fn = m(a + g) si la velocidad es constante a = 0m/s²
Fn = 55kg (9.81m/s²)
Fn = 539.55 N es decir marcara la misma masa de 55kg
2.- Si el ascensor sube pero con una aceleracion de 0.4m/s² la lectura de la balanza será de m = 57.24 kg
Cuando el ascensor sube el análisis es el mismo solo que si tenemos aceleracion
Fn = ma + mg
Fn = m(a + g)
Fn = 55kg (0.4m/s² + 9.81m/s²)
Fn = 561.55 N
m =561.55N / 9.81m/s²
m = 57.24 kg
Aprende mas sobre Segunda ley de newton en:
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