Question

Un objeto de 50Kg le aplica una fuerza de 20N durante 5 segundos a otro objeto de 32Kg. ¿Cuál es la velocidad del primer objeto?

Answer 1

Respuesta:

1,22 m/s

Explicación paso a paso:

Answer 2

Tenemos que, un objeto de 50 Kg le aplica una fuerza de 20N durante 5 segundos a otro objeto de 32 Kg, entonces la velocidad del primer objeto es de 1,22 m/s

Planteamiento problema

Vamos a tomar tener los siguientes datos, dados por $M_1 = 50$ y $M_2 = 32$, los cuales representan el peso en kg de los objetos, con una fuerza $F = 20$ en newtons, es decir N, al tiempo de los 5 segundos

Aplicando la siguiente fórmula tenemos, aplicando la ley de la fuerza relacionada con la aceleración

                                                  $F=ma$

                                                  $a = F/m$

Debemos considerar ambas masas como un sistema, donde se encuentran unidos por una tensión entre ambos, el proceso del sistema será el siguiente

• Un objeto de 50 kg se le aplica una fuerza de 20N
  
  Por lo tanto, su ecuación seria $20 + t_1 = M_1 = a_1$, donde $t_1$ representa la tensión, positiva dado que el movimiento de la fuerza va hacia la derecha
  
  
• Luego de 5 segundos, choca con el otro objeto de 32 kg
  
  Por lo tanto, su ecuación seria $-t_1 = M_1a_2$, donde $t_1$ representa la tensión, negativa dado que el movimiento se detiene, es decir, para que esto ocurra la tensión debe ser igual pero en sentido opuesto
  

Como resultado, tendríamos el siguiente sistema de ecuaciones

• $20 + t_1 = M_1 = a_1$
• $-t_1 = M_1a_2$

Donde $a_1 = a_2$ dado que en el sistema no se menciona la existencia de fricción, la aceleración es la misma, sumando ambas ecuaciones tendremos lo siguiente

                                       $20N + t_1 -t_1 = M_1a_2 + M_2a_1$

                                                     $20N = a_1 (M_1+M_2)$

Ahora despejando con $a_1 = a$ y sustituyendo los valores tendríamos entonces

                                                $a=20/ (50+32)$

                                                 $a = 0,243$

Por lo tanto, aplicando la formula para la velocidad final, teniendo la aceleración, tendríamos

                                                    $V_f = V_o + at$

                                                     $V_f = 0 + 0.243*5 =1,22$

En consecuencia, un objeto de 50 Kg le aplica una fuerza de 20N durante 5 segundos a otro objeto de 32 Kg, entonces la velocidad del primer objeto es de 1,22 m/s

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