• Asignatura: Física
  • Autor: gretelreyes2
  • hace 8 años

Un bloque de hielo con masa de 6,00 kg está inicialmente en reposo en una superficie horizontal sin fricción. Un obrero le aplica después una fuerza horizontal y el bloque se mueve sobre el eje x, de modo que su posición en función del tiempo está dada por X(f)= σt2+ βt2, donde σ= 0,200 m/s2, β= 0,0200 m/s2. Calcule la velocidad del objeto en t=4,00 s. Calcule la magnitud de F en t=4,00s. Calcule el trabajo efectuado por la fuerza durante los primeros 4,00s del movimiento.

Respuestas

Respuesta dada por: mcamachog
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La velocidad del objeto en t=4,00 s es igual a V(t=4s) = 1.760 m/s (Uno punto setenta y seis centésimas)

La magnitud de F en t=4,00s es igual a  F = 2.640 N (dos punto sesenta y cuatro centésimas)

El trabajo efectuado por la fuerza durante los primeros 4,00s del movimiento es igual a W = 9.293J (nueve punto doscientos noventa y tres milésimas)

Para poder responder debemos calcular la expresión del vector aceleración, y solo  podremos hacerlo derivando dos veces el vector de posición, ya que la velocidad es la  derivada del vector de posición, y la aceleración, la derivada del vector velocidad, en  ambos casos respecto al tiempo.

  • x(t) = σ*t²+ β*t²
  • dx(t) /dt = V(t) = 2*σ*t + 2*β*t
  • dV(t)/dt = a(t) =  2*σ + 2*β

Primero calculamos el desplazamiento para t=4s:

  • x(t) = σ*t²+ β*t²
  • x(t=4s) = 0,200 m/s²*(4s)²  +  0,0200 m/s²*(4s)²
  • x(t=4s) = 3.520m

Entonces la velocidad para t=4s:

  • V(t) = 2*σ*t + 2*β*t
  • V(t=4s) = 2*0,200 m/s² * 4s + 2*0,0200 m/s² * 4s
  • V(t=4s) = 1.760m/s

Entonces la aceleración para t=4s:

  • a(t) =  2*σ + 2*β
  • a(t=4s) =  2*0,200 m/s² + 2*0,0200 m/s²
  • a(t=4s) = 0.440m/s²

Aplicando la Segunda Ley de Newton al bloque cuando el obrero le esta aplicando una fuerza horizontal "F":

  • ∑Fx = m * ax
  • F = 6.00Kg * 0.440m/s²
  • F = 2.640N

Por definición de trabajo:

  • W = F * d * cos(∅)
  • W = 2.640N * 3.520m * cos(0°)
  • W = 9.293J
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