Question

Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total de 2.1 kg y se jala con una rapidez constante por medio de una cuerda. La cuerda está inclinada a 35° sobre la horizontal y la carretilla se mueve 8.0 m sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el suelo y la carretilla es de 0.500

¿Cuál es la energía perdida debido a la fricción?



Recuerde poner las unidades junto al valor numérico de la respuesta.

Answer 1

La energía perdida debido a la fricción es igual a:  

T = 61.04 J

Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre la carretilla en el momento en que esta siendo halada por la cuerda, denominamos la tensión de la cuerda como "F" :

• ∑Fy = 0
• W - FN  -  F * sen(35°) = 0
• FN = 2.1Kg * 9.8m/s² -  (F *0.57) = 0

• 1)      FN = 20.58 N - 0.57 * F

Como la velocidad de desplazamiento es constante, ax = 0  

• ∑Fx = 0
• F * cos(35°) - Fr = 0
• 2)     F * 0.82 - 0.50 * FN = 0

Sustituimos ecuación 1) en ecuación 2):

• F * 0.82  -  0.50 * (20.58 N - 0.57 * F)  = 0  
• 0.82*F - 10.29N + 0.285 * F = 0
• 1.105 * F = 10.29N
• F = 9.31 N

Ahora con este valor calculamos la fuerza normal sustituyéndolo en la ecuación 1):

• FN = 20.58 N - 0.57 * F
• FN = 20.58 N - 0.57 * 9.31N
• FN = 15.27 N

Entonces el valor de la fuerza de roce o de fricción:

• Fr = μ * FN
• Fr = 0.5 * 15.27 N
• Fr = 7.63 N

La energía perdida por la fuerza de roce es igual al trabajo negativo realizado por la misma al moverse la carretilla 8.0m

• T = Fr * d * cos(180°)
• T = 7.63 N * 8.0m * (-1)
• T = 61.04 J