3. En un lago helado se lanza un trozo de hielo de 500 g a la velocidad de 20 m/s.
Si el coeficiente de rozamiento es 0,04, calcula:
a) La fuerza de rozamiento
b) La aceleración del trozo de hielo
c) El espacio recorrido por el trozo de hielo hasta detenerse.
Respuestas
Respuesta:
Ahí esta la respuesta.
Explicación:
Datos:
Masa del hielo: m = 500 g
Velocidad: V= 20 m/s
Coeficiente de rozamiento: 0.04
Entonces decimos que:
Masa del hielo: m = 500 g ⇒ m = 0.5 kg
Velocidad inicial: Vo = 20 m/s
Velocidad final: Vf = 0 ⇒ Porque el bloque de hielo se detiene.
Fuerza de rozamiento: Fr = u×N
Normal: N = m×g
Gravedad: g = 9.81 m/s²
Además: 1 Newton (N) = kg×m/s²
a) Calculo de la fuerza de rozamiento: Fr = u×N
Fr = u×m×g
Fr = (0.04)(0.5 kg)(9.81 m/s²)
Fr = 0.1962 kg×m/s²
Fr = 0.1962 N
b) La aceleración del trozo del hielo: ∑Fuerzas = m×a
Aqui la fuerza de rozamiento va en contra del movimiento del trozo de
hielo por lo cual es negativa.
Entonces: - Fr = m×a
- 0.192 N = (0.5 kg)×a
(- 0.1962 kg×m/s²)/0.5 kg = a
Eliminamos los kg: a = - 0.3924 m/s²
La aceleración salió negativa porque el bloque inicia con una
velocidad y se detiene o sea va a tener movimiento desacelerado o
retardado.
c) El espacio recorrido por el trozo de hielo hasta detenerse.
Aplicamos la siguiente relación: Vf² = Vo² + 2ad
Sustituyendo los valores: (0)² = (20 m/s)² + 2(- 0.3924 m/s²)×d
0 = 400 m²/s² + (- 0.7848 m/s²)×d
- (- 0.7848 m/s²)×d = 400 m²/s²
(0.7848 m/s²)×d = 400 m²/s²
d = (400 m²/s²)/(0.7848 m/s²)
Simplificamos las unidades y tenemos: d = 509.684 m
Espero haberte ayudado. :))