2 cajas de 20 Kg y 50 Kg de Masa respectivamente, se encuentran apoyadas sobre una superficie horizontal sin rodamiento, un apoyada en la otra. Si empujamos el conjunto con una fuerza de 100 N ¿Cuál es la aceleración de cada masa?¿Que fuerza ejercerá una caja sobre la otra?
Respuestas
Respuesta:
La segunda ley de Newton para el conjunto de las dos cajas nos permite hallar directamente la aceleración, puesto que al estar unidas (en tu figura no lo están) se comportan cinemáticamente como un solo cuerpo:
100 = (20+30) · a
a = 2 m/s^2
La situación es la siguiente: consideremos que los 100 N se aplican a la caja de la izquierda A; como la caja B está adosada a ella, A empujará a B con una fuerza F(AB). La caja B, por la ley de acción y reacción, ejercerá sobre la caja A una fuerza igual y opuesta, F(BA). Como son fuerzas de acción-reacción son iguales y opuestas; al ser iguales, podemos entonces llamarles simplemente F y -F. Por lo tanto, la caja A estará sometida a la fuerza de 100 N y, en sentido contrario, a la fuerza -F. Y la caja B estará sometida únicamente a F.
Caja A
100 - F = m·a
100 - F = 20 · 2
F = 100 - 40 = 60 N
Comprobamos para la caja B
Caja B
F = m·a = 30 · 2 = 60 N
Recuerda la ley de acción y reacción: Si un cuerpo A ejerce una fuerza F sobre un cuerpo B, el cuerpo B reacciona ejerciendo la misma fuerza, pero en sentido contrario, sobre el cuerpo A. Observa que las fuerzas de acción-reacción siempre se ejercen sobre cada uno de los cuerpos que interactúan.
Explicación:
espero te sirva