Un estudiante de la UNAD desea desplazar la caja de herramientas del laboratorio de física general cuya forma es cubica y tiene una masa de 12,0 kg, el estudiante decide empujar la caja 2,00 m con velocidad constante. El coeficiente de fricción cinético entre el piso del laboratorio y la caja es de 0,115, y, la fuerza horizontal aplicada por el estudiante fue de 13,0 N. A partir de la anterior información:
A. presente el diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre la caja.
B. Presente el cálculo para determinar el trabajo realizado por la fuerza horizontal que aplica el estudiante.
C. Presente el cálculo para determinar el trabajo realizado por la fuerza de fricción.
D. Presente el cálculo para determinar el trabajo realizado por el peso y la normal.
E. Presente el cálculo para determinar el trabajo neto.
F. Presente el cálculo para determinar la rapidez final con la que se desplaza la caja de herramientas.
Respuestas
a. En la parte inferior de la respuesta adjunto un gráfico donde se establecen el diagrama de fuerzas que actúan sobre la caja.
b. El trabajo es: Wf = 26 J.
c. El trabajo de la fuerza de Roce es: WFr = 27.04 J.
d. El trabajo de el peso y la normal es CERO.
e. El trabajo neto es: = 53.04 J
f. Vf = 1.13 m/seg
Explicación:
Datos del enunciado:
- masa = 12 Kg.
- X= 2 m
- Cf = 0.115
- F= 13 N.
El trabajo realizado por la fuerza horizontal es:
Wf = Fr * d* cos α
Wf = 13*2 * Cos(0)
Wf = 26 J.
Ahora, el trabajo realizado por la fuerza de fricción es la siguiente:
WFr = Fr * d*cosβ
WFr = (0.115*9.8*12)*2*1
WFr = 27.04 J.
El trabajo realizado por el peso y la normal es: 0N debido a que el ángulo que forman con la trayectoria es 90º y el Cos(90)=0.
El trabajo neto es: Wneto = W F + WFr + WP +WN = 27.04+26+0+0 = 53.04 J
La rapidez con la que se desplaza la caja de herramientas es:
Vf² = Vo² - 2*d*a
Vf = √(- 2* 2m * -0.3215 m/seg2 )
Vf = 1.13 m/seg
