El día 15 de enero de 2014 se realiza una inspección a la estación antigua y desolada de ferrocarril, encontrando en el interior una superficie plana y horizontal, que no presenta fricción. Uno de los elementos encontrados en esa superficie, es un cubo de madera, al cual se le toman los datos de posición y su masa de 0,009 kg.
Se realiza una inspección posterior al lugar, el día 15 de enero de 2018 y se encuentra que el cubo de madera está a 9,00 cm de la posición marcada en la primera visita. A partir de la anterior información:
A. Presente el diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre la caja.
B. Aplique y presente el método newtoniano para determinar el valor de la fuerza promedio en Newton presentó el viento durante el tiempo transcurrido entre las visitas
C. Aplique y presente el método newtoniano para determinar el valor de la inclinación que debería tener la superficie para que se produzca la misma fuerza sobre el cubo.
D. Presente la temática y/conceptos relacionados con el desarrollo del ejercicio.
Respuestas
Estudiando el cubo de madera que se encuentra en la antigua y desolada estación de ferrocarril nos queda:
- Adjunto el diagrama de cuerpo libre.
- La fuerza promedio del viento fue de F = 1.02x10⁻⁻¹⁹ N.
- El ángulo para que la caja reciba la misma fuerza sería x = 6.60x10⁻¹⁷ grados.
- En este caso se aplicaron las leyes de Newton, sobre todo la segunda ley de Newton relacionada sobre la fuerza.
Explicación:
A) Adjunto vemos el diagrama de cuerpo libre.
B) Inicialmente lo que haremos será buscar la aceleración:
d = a·t²/2
Veamos que el tiempo fue de 4 años que son 1.26x10⁸ segundos, entonces:
0.09 m = a·(1.26x10⁸ s)²/2
a = 1.13x10⁻¹⁷ m/s²
Aplicamos segunda ley de Newton:
F = m·a
F = (0.009 kg)·(1.13x10⁻¹⁷ m/s²)
F = 1.02x10⁻⁻¹⁹ N; siendo esta la fuerza promedio
C) En este caso aplicamos teoría de plano inclinado, tal que:
m·g·sen(x) = m·a
g·sen(x) = a
sen(x) = a/g
x = arcosen( 1.13x10⁻¹⁷ m/s² / 9.8 m/s²)
x = 6.60x10⁻¹⁷ grados; es decir: el ángulo debe tender a ser nulo.
D) En este caso se aplicaron las leyes de Newton, sobre todo la segunda ley de Newton relacionada sobre la fuerza.
A. determine el trabajo realizado por la hormiga, teniendo en cuenta que la fuerza ejercida por la hormiga en su desplazamiento F ⃗=(-12,0 i ̂-7,00 j ̂)N.
B. El ángulo de inclinación entre el vector posición y el vector fuerza.