Question

Un niño arrastra una caja de 20 kg en un césped por 10 m y en una acera por 30 m; el coeficiente de fricción es de 0.25 para la primera parte del viaje y de 0.55 para la segunda. Si el niño siempre tira de la caja horizontalmente, ¿Cuánto trabajo realiza el niño sobre la caja?

Answer 1

El trabajo que realiza el niño sobre la caja es igual a WT = 3724 J

Calculamos la fuerza realizada sobre la caja suponiendo que el niño la mueve a velocidad constante.

Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre la caja en el momento en que esta siendo arrastrada:

Con la componente vertical "Y" calculamos la fuerza Normal "Fn"

• ∑Fy = 0
• Fn - P = 0
• Fn = P
• Fn = 20Kg * 9.8m/s²
• Fn = 196N

Con la componente horizontal para la primera parte (Césped) calculamos la primera fuerza necesaria.

• ∑Fx = 0
• F1 - Fr = 0
• F1 - μ1 * Fn = 0
• F1 = 0.25 * 196N
• F1 = 49N

Con la componente horizontal para la segunda parte (Acera) calculamos la segunda fuerza necesaria.

• ∑Fx = 0
• F2 - Fr = 0
• F2 - μ2 * Fn = 0
• F2 = 0.55 * 196N
• F2 = 107.8N

El trabajo total lo calculamos por definición y por partes:

• WT = W1 + W2
• WT = F1*d1*cos(∅) + F2*d2*cos(∅)
• WT = 49N * 10m * cos(0°) + 107.8N * 30m * cos(0°)
• WT = 490J + 3234J
• WT = 3724 J