Una esfera de acero cuya masa es de 0,28 Kg, se deja caer desde una altura de 480 cm sobre una superficie de composición desconocida. Si el objeto al impactarse se hundió 3,2 cm. ¿Que fuerza ejerció la superficie contra la esfera?.
Respuestas
Respuesta:
La fuerza es igual a 411,6 Newtons
Explicación:
Datos del Enunciado:
Masa de la esfera= 0,28kg
Gravedad= 9,81m/s2
Altura= 480cm= 4,8m
Agujero en el suelo=3,2cm= 0,032m
Altura Total= 4,8m+0,032m= 4,832
La esfera tiene energía potencial la cual pasa a energía cinetica justo en el momento que esta impacta con el suelo y es detenida por este, la energía simplemente se transforma no se destruye ni disminuye, por lo que decimos que:
Ep=Ec
donde:
Ec=Energía Cinetica
Ep=Energía Potencial
Teniendo en cuenta las formulas fundamentales de las energias:
Ep = mgh
Ec=1/2mv2
Donde:
m=masa
g=gravedad
h=altura
v=velocidad
La energía es necesaria para hacer cualquier tipo de trabajo, hay trabajo cuando una fuerza causa un desplazamiento, trabajo a su vez se formula como la fuerza que se realiza por la distancia rrecorida:
W=F•d
donde:
W=Trabajo
F=Fuerza
d=Distancia
La esfera ingresa al suelo con la Ec (que a su vez es igual a la Ep) que adquirió pero es consumida totalmente en el trabajo de penetración que es igual al producto de la fuerza de resistencia F por el desplazamiento d hasta su total detención, por lo que podemos decir que:
Ec=W
mgh=Fd
despejamos F
F=mgh/d
F=(0,28kg)(9,8m/s2)(4,8m)/0,032m
F=(2,744N)(4,8m)/0,032m
F=13,1712J/0,032m
F=13,1712mN/0,032m
F=411,6N
Espero que te sirva mi respuesta!!!