Un muchacho desplaza un cuerpo de 10 kg de masa inicialmente en reposo, una distancia de 5 m, tirando de él con una fuerza de 30 N paralela a la dirección de desplazamiento.
El coeficiente de rozamiento del cuerpo con el suelo es de 0.2. Determinar:
A) Trabajo realizado por el muchacho.
B) Trabajo realizado por fuerza de rozamiento.
C) Trabajo Total.
Respuestas
Respuesta:
52 J
Explicación:
Peso del cuerpo = 10 · 9,8 = 98 Nn
Reacción normal del plano (supuesto horizontal) sobre el cuerpo = 98 N
Fuerza de rozamiento = 0,2 · 98 = 19,6 N
Resultante sobre el cuerpo paralelaal movimiento = 30 – 19,6 = 10,4 N
Trabajo realizado por el muchacho = 30 · 5 · cos 0 = 150 J
Trabajo realizado por la fuerza de rozamiento = 19,6 · 5 · cos 180 = -98 N
Trabajo total (neto) = 10,4 · 5 = 150 – 98 = 52 JPeso del cuerpo = 10 · 9,8 = 98 Nn
Reacción normal del plano (supuesto horizontal) sobre el cuerpo = 98 N
Fuerza de rozamiento = 0,2 · 98 = 19,6 N
Resultante sobre el cuerpo paralelaal movimiento = 30 – 19,6 = 10,4 N
Trabajo realizado por el muchacho = 30 · 5 · cos 0 = 150 J
Trabajo realizado por la fuerza de rozamiento = 19,6 · 5 · cos 180 = -98 N
Trabajo total (neto) = 10,4 · 5 = 150 – 98 = 52 J
La presente tarea tiene las siguientes soluciones:
- Trabajo realizado por el muchacho, 150 J.
- Trabajo realizados por la fuerza de rozamiento, - 48 J.
- Trabajo total, 102 J.
¿Qué es el trabajo?
El trabajo es una magnitud derivada del sistema internacional de unidades, SI, y se corresponde con la capacidad que tiene un objeto o proceso de transformar la energía.
El trabajo realizado por una fuerza que es capaz de provocar un desplazamiento se puede hallar a partir de la ecuación:
- W = Fdcos(θ) (1)
Cálculo del trabajo realizado por el muchacho:
Como el muchacho esta ejerciendo una fuerza sobre el cuerpo con la cual el mismo se desplaza, al aplicar la ecuación (1), se tiene:
- Wm = Fdcos(θ) (2)
- F = fuerza aplicada al cuerpo = 30 N
- d = distancia recorrida por el cuerpo = 5 m
- θ = ángulo entre la fuerza aplicada y el desplazamiento = 0º
- Sustituyendo datos en (2): Wm = 30 N×5 m×cos(0º) = 150 J
Cálculo de la fuerza de rozamiento sobre el cuerpo:
La fuerza de rozamiento que se opone al movimiento depende de la fuerza normal ejercida por el suelo, se tiene:
- Fr = μFn (3)
- μ = coeficiente de rozamiento = 0.2
- ∑Fy = Fn - mg = 0 ⇒ Fn = mg (4)
- m = masa del cuerpo = 10 kg
- g = aceleración de la gravedad = 9.8 m/s²
- Sustituyendo datos en (4): Fn = 10 kg×9.8 m/s² = 98 N
- Sustituyendo datos en (3): Fr = 0.2×98 N = 19.6 N
Cálculo del trabajo realizado por la fuerza de rozamiento:
A partir de la ecuación (1), el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento será:
- Wr = Frdcos(α) (5)
- Fr = fuerza de rozamiento = 19.6 N
- d = distancia recorrida por el cuerpo = 5 m
- θ = ángulo entre la fuerza de rozamiento y el desplazamiento = 180º
- Sustituyendo datos en (5): Wr = 19.6 N×5 m×cos(180º) = - 48 J
Cálculo del trabajo total sobre el cuerpo:
El trabajo total realizado sobre el cuerpo se halla mediante la ecuación:
- Wt = Wm + Wr (6)
- Sustituyendo datos en (6): Wt = 150 J - 48 J = 102 J
Para conocer más de trabajo y energía, visita:
brainly.lat/tarea/13733072
Para conocer más de fuerza de rozamiento, visita:
https://brainly.lat/tarea/17238564
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