3. Un objeto de 20 kg se encuentra sobre una superficie plana horizontal. La fuerza de rozamiento es
15 N.
a) Dibuja todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
b) ¿Qué fuerza hay que aplicar para que adquiera una velocidad de 36 km/h en 5 s?
c) ZQué fuerza hay que aplicar, una vez que ha alcanzado la velocidad de 36 km/h, para que esa
velocidad se mantenga constante?
Respuestas
En la figura (D.C.L.) anexa se observan todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo cuando esta en reposo.
La fuerza que hay que aplicar para que adquiera una velocidad de 36 km/h en 5 s es igual a:
F = 55N
La fuerza que hay que aplicar, una vez que ha alcanzado la velocidad de 36 km/h, para que esa velocidad se mantenga constante es igual a:
F = 15N
Transformamos las unidades de aceleración de kilómetros por hora a metros por segundo:
- V = 36Km/h * (1000m/KM) * (1h/3600s)
- V = 10m/s
Se calcula la aceleración usando la siguiente ecuación de MRUV:
- Vf = Vo + a*t
- 10m/s = 0 + a *5s
- a = 2m/s²
Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre el objeto en el momento en que se le esta aplicando la fuerza para llevarlo a 36Km/h:
- ∑Fx = m* ax
- F - Fr = 20Kg * 2m/s²
- F = 40N + 15N
- F = 55N
Para que se mantenga a velocidad constante de 36Km/h volvemos a aplicar la Segunda Ley de Newton pero cuando la aceleración en "X" es cero:
- ∑Fx = 0
- F - Fr = 0
- F = 15N
