Question

Un pequeño bloque con masa de 0.120 kg se conecta a un cordón que pasa por un agujero en

una superficie horizontal sin fricción (figura 6.34). El bloque está girando a una distancia de 0.40 m del agujero con rapidez de 0.70 m/s. Luego, se tira del cordón por abajo, acortando el radio de la trayectoria del bloque a 0.10 m.

Ahora la rapidez del bloque es de 2.80 m/s. a) ¿Qué tensión hay en el cordón en la situación original cuando el bloque tienen una rapidez

v = 0.70 m/s)? b) ¿Qué tensión hay en el cordón en la situación final cuando el bloque tienen una rapidez v = 2.80 m/s? c) ¿Cuánto trabajo efectuó la persona que tiró del cordón?

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Answer 1

En todos los casos la tensión de la cuerda es igual a la fuerza centrípeta que experimenta el bloque.

F = m V²/r

a) F = 0,120 kg . (0,70 m/s)² / 0,40 m = 0,147 N

b) F = 0,120 kg . (2,80 m/s)² / 0,10 m = 9,408 N

c) Dado que la fuerza no es constante no podemos usar fuerza por desplazamiento.

Aplicamos el teorema de las fuerzas vivas. El trabajo de las fuerzas sobre un cuerpo produce una variación en la energía cinética del mismo.

T = 1/2 m (V² - Vo²)T = 1/2 . 0,12 kg [(2,8 m/s)² - (0,70 m/s)²] = 0,441 J

Saludos Herminio.