En una superficie plana y horizontal de un terreno desolado en el polo norte (sin fricción con el hielo) se colocó un cilindro sólido el 2 de diciembre 2016. El 2 de agosto de 2018, se aprecia que la lata se encuentra ahora a 2,30 x 103 metros de la posición original. Sabiendo que la masa de la lata es de 167 libras, un estudiante desea estimar la fuerza del viento.
A. ¿Cuál fue la fuerza promedio en Newton del viento durante el tiempo que duró el experimento?
B. ¿Qué inclinación debiera tener el suelo para que sólo la inclinación de éste produjera sobre la lata esta misma fuerza?
C. ¿Es válida la conclusión del estudiante, de que el movimiento nos permite estimar la fuerza promedio del viento? Justifique.
Respuestas
La fuerza promedio en Newton del viento durante el tiempo que duró el experimento y la inclinación que debiera tener el suelo para que sólo la inclinación de éste produjera sobre la lata esta misma fuerza son :
A. Fviento = 1.14.10⁻⁹N
B. ∅ = 1.81.10⁻¹¹º
C. Si vale la conclusión del estudiante.
Desde inicios de Agosto 2018 hasta finales de Octubre 2019 hay aproximadamente 446 dias
Xf = 2.30.10³m
Xo = 0
t = 446 dias (24horas/ 1 dia * 3600s / 1 hora)
t = 38534400s
Hallando la aceleracion :
Xf = Xo + Vt + a.t²/2
a = (Xf - Xo - Vt ).2/t²
a = 2.(2.30.10³m - 0 - 0) / ( 38534400s)²
a = 3.097.10⁻¹²m/s²
A. Tenemos que segunda ley de newton .
F = m.a
m = 167lb*(1 kg /0.454 lb) = 367.84 kg
Fviento = 367.84kg*3.097.10⁻¹²m/s²
Fviento = 1.14.10⁻⁹N
B. mgSen∅ = 1.88.10⁻⁹N
∅ = ArcSen ( 1.14.10⁻⁹N / 367.84 kgkg*9.8m/s²)
∅ = 1.81.10⁻¹¹º
C. El desplazamiento de un cuerpo durante un intervalo de tiempo permite definir la aceleracion del mismo, por segunda ley de newton sabemos que la aceleracion se relaciona con la fuerza, por ende "Si es valida la conclusión del estudiante"