Un granjero engancha su tractor a un trineo cargado con leña y lo arrastra 20 m sobre el suelo horizontal como en la figura. el peso total del trineo y la carga es de 14,700 n. el tractor ejerce una fuerza constante de 5000 n a 36.9° sobre la horizontal. una fuerza de fricción de 3500 n se opone al movimiento del trineo. calcule el trabajo realizado por cada fuerza que actúa sobre el trineo y el trabajo total de todas las fuerzas. suponga que la rapidez inicial v1 es 2.0 m/s. ¿cuál es la rapidez final del trineo después de avanzar 20 m
Respuestas
El trabajo realizado por cada fuerza que actúa sobre el trineo y el trabajo total de todas las fuerzas son :
W normal = W peso = 0 J.
WFt = 80 KJ
WFr = - 70KJ
W total = 10 KJ
La rapidez final del trineo después de avanzar 20 m es: Vf = 4.2 m/seg.
El trabajo realizado por cada fuerza que actúa sobre el trineo y el trabajo total de todas las fuerzas se calculan mediante la fórmula de trabajo, de la siguiente manera :
WFt= Ft*d * cosα= 5000N * 20 m * 0.800 = 80000 N*m = 80 KJ
W Fr = Fr * d * cos 180º = - 3500 N * 20 = - 70000 J = -70 KJ
W total = 80 KJ - 70KJ = 10 KJ .
V2=?
V1 = 2 m/s
d = 20 m
m = W/g = 14700 N / 9.8 m/seg2 = 1500 Kg
Ec1 = m*V1²/2 = 1500 Kg * ( 2m/s)²/2 = 3000J
Ec2 = m*V2²/2
Ec2 = Ec1 + W tot = 3000 J +10000 J = 13000 J
m * V2²/2 = 13000 J se despeja V2:
1500 Kg * V2²/2 = 13000 J
V2 = 4.2 m/seg