Un bloque de 25 kg de masa está sobre una superficie horizontal, sin fricción. Al bloque se le aplica una fuerza de F = 220 N con una dirección de 40° con respecto a la horizontal.
(a) ¿Cuál es la aceleración del bloque? Si después, el mismo bloque se coloca sobre una superficie horizontal con fricción, donde el coeficiente de fricción cinética es de 0.12
(b) ¿cuál sería la aceleración del bloque, si se le aplicase la misma fuerza F?
Considerando los datos del inciso “b”, del problema anterior, ¿cuál sería el trabajo realizado por
(a) la fuerza de fricción, (b) la fuerza F, (c) la fuerza normal y (d) la fuerza gravitacional, durante los primeros 100 m?
e) Usando el teorema Trabajo- Energía, y sabiendo que el bloque parte del reposo, ¿cuál sería la velocidad del bloque al pasar por la posición de los 100 m?
Si al llegar el bloque a la posición de 100 m, choca elásticamente contra un objeto en reposo y de 100 kg, ¿cuál será su velocidad inmediatamente, después de la colisión?
Respuestas
Aceleración del bloque con la fuerza de fricción y con la fuerza aplicada es de 0,9 m/seg² y 8,8 m/seg² respectivamente. El trabajo realizado por : la fuerza de fricción es de 2252 jolues, la fuerza F es de 16.852,98 joules, la fuerza normal es de 245 joules, la fuerza gravitacional es de 24.500 joules
Explicación:
Datos:
m = 25 kg
F = 220N
α =40°
μ = 0,12
(a) ¿Cuál es la aceleración del bloque? Si después, el mismo bloque se coloca sobre una superficie horizontal con fricción, donde el coeficiente de fricción cinética es de 0,12
Fuerza de fricción:
Frx = m*g*μ*cosα
Frx = 25kg*9,8m/seg²*0,12*cos40°
Frx = 22,52 N
Conservación de las Fuerzas:
F-Fr = 0
m*a = 22,52N
a = 22,52N/25kg
a = 0,9 m/seg²
∑Fx= 0
(b) ¿cuál sería la aceleración del bloque, si se le aplicase la misma fuerza F?
F =m*a
a = 220N/25kg
a = 8,8m/seg²
¿cuál sería el trabajo realizado por : durante los primeros 100 m?
T = F*d*cosα
(a) la fuerza de fricción
T = 22,52N*100m
T = 2252 joules
(b) la fuerza F,
T = 220N*100*cos40°
T = 16.852,98 joules
(c) la fuerza normal
T = m*g
T = 25kg*9,8m/sej²
T = 245 joules
(d) la fuerza gravitacional
T = m*g*d
T = 25kg*9,8m/seg²*100m
T = 24500 j
e) Usando el teorema Trabajo- Energía
Choque elástico
Velocidad del proyectil
Vp = (mp+mB)/mp *√2gd
Vp = (25kg+100kg)/25kg * √2*9,8m/seg²*100m
Vp =49,27 m/seg