Question

Un vagón de 15 Kg se mueve por un corredor horizontal con una velocidad de 7.5 m/s. Una fuerza constante de 10 N actúa sobre el vagón y su velocidad se reduce a 3.2 m/s.

a) ¿Cuál es el cambio de la energía cinética del vagón?
b) ¿Qué trabajo se realizó sobre el vagón?
c) ¿Qué distancia avanzó el vagón mientras actuó la fuerza?

Answer 1

Para un vagón de 15 Kg se mueve por un corredor horizontal encontramos

• El cambio de la energía cinética del vagón $\Delta E=345,06j$
• El trabajo se realizó sobre el vagón $W=345,06j$
• La distancia avanzó el vagón mientras actuó la fuerza $x=34,5m$

Tenemos los datos

• Masa $m=15kg$
• Velocidad inicial $V_i=7,5m/s$
• Velocidad final $V_f=3,2m/s$
• Fuerza $F=10N$

Parte a:

La energía cinética se define como

$K=\frac{1}{2}mV^{2}$

El cambio en la energía cinética está dado por

$\Delta E=E_f-E_i$

Dado que la fuerza va en contra del movimiento, tenemos

$\Delta E=E_i-E_f$

Sustituyendo, tenemos

$\Delta E= \frac{1}{2}mV_i^{2}-\frac{1}{2}mV_f^{2}$

Sustituyendo, tenemos el cambio de la energía cinética

$\Delta E= \frac{1}{2}15kg(7,5m/s)^{2}-\frac{1}{2}15kg(3,2m/s)^{2}=345,06j$

Parte b:

Como el trabajo realizado sobre el vagón es igual al cambio de la energía cinética en el mismo, el trabajo realizado está dado por

$W=345,06j$

Parte c:

Usando la definición de trabajo, dado por

$W=F*x$

Podemos despejar la distancia, como sigue

$x=\frac{W}{F}$

Sustituyendo, tenemos

$x=\frac{345,06J}{10N}=34,5m$