Question

un cuerpo cuya masa es de 0,01kg se deja caer este una altura de 3m sobre un monto de arena si el cuerpo penetra 0,3m antes de detenerse ¿ cuál ha sido la fuerza ejercida por la arena sobre el cuerpo?

Answer 1

Respuesta:

-0.98 N

Explicación:

Analizaremos el problema: Sabemos que al colocar una masa cualquiera a una distancia vertical con respecto del suelo, esta masa obtendrá una Energía potencial, para detenerla el cuerpo afectado por el impacto debe realizar un trabajo igual a esta energía, pero en sentido contrario.

Es decir: 1) υ=-Τ.

La energía potencial puede calcularse con la ecuación.

2) υ= mgh.

Donde m es la masa en Kg del cuerpo, g la aceleración gravitacional en m/s^2 y h la altura con respecto al suelo en metros.

El trabajo puede encontrarse con la ecuación.

3) Τ= Fx,

Donde f es la fuerza ejercida en Newtons y x el desplazamiento.

Sustituyendo la formula 2) y 3) en 1). Tendremos.

mgh= -Fx.

despejando F obtendremos:

4) F= $-\frac{mgh}{x}$

Ahora sustituimos los datos:

F= $-\frac{(0.01 Kg)(9.8 \frac{m}{s^{2} } )(3 m)}{0.3 m}$

F= -0.98 N

Observe que el signo negativo indica que la fuerza se realizo en contra del movimiento del objeto.