Un atleta, cuya masa es de 100.0 kg, esta levantando pesas. Partiendo de una posición en reposo, levanta, con aceleración constante,una barra que pesa 540 N, elevándola 0.4 m en 1.8 s. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre claramente marcado para la barra y para el atleta. b) Use los diagramas del inciso a) y las leyes de Newton para obtener la fuerza total que sus pies ejercen sobre el piso mientras levanta la barra.
Respuestas
Ver los diagramas de cuerpo libre en las figuras anexas.
La fuerza total que los pies del atleta ejercen sobre el piso mientras levanta la barra es igual a (Ni+Nd) = 1533.8N
Calculamos la aceleración con la que es levantada la pesa:
d = Vo * t + (1/2) *a * t²
0.4m = 0 +0.5* a * (1.8s)²
a = 0.25m/s²
Para hallar el valor de la fuerza sobre los pies del atleta aplicamos primero la Segunda Ley de Newton sobre la pesa en el momento en que se encuentra siendo levantanda por el atleta:
∑Fy = m * ay
Fi + Fd - Pp = (P/g) * ay
(Fi + Fd) = (540N/9.8m/s²)*0.25m/s² + 540N
(Fi + Fd) = 553.8N
Ahora para calcular la fuerza normal del piso sobre los pies del atleta aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre el atleta en el momento en que el mismo esta levantando la pesa:
∑Fy = m * ay
Fi + Fd + Pa - Ni - Nd = 0
(Fi + Fd) + (ma * g) - (Ni+Nd) = 0
553N + (100Kg * 9.8m/s²) = (Ni+Nd)
(Ni+Nd) = 1533.8N
Por la Tercera Ley de Newton sabemos que la fuerza que ejerce el piso sobre los pies del atleta tiene la misma magnitud pero dirección y sentidos opuestos a la fuerza que ejerce el atleta sobre el piso.
