Question

un trabajador efectua un trabajo de 300J contra una fuerza de friccion retardadora de 15N al empujar una barredora electrica por el piso en 3s. Si la barredora se mueve con velocidad constante. Determinar la velocidad de desplazamiento

Answer 1

Realizando un diagrama de cuerpo libre del objeto y utilizando la 2da Ley de Newton, tenemos:


∑F = m*a  


F: Sumatorias de fuerza aplicadas al cuerpo


m: masa del cuerpo (kg)


a: aceleración que experimenta el cuerpo (m/s^2)


∑Fx: F - Froce = 0


El objeto se le está aplicando una trabajo a una fuerza (F) que se opone a una fuerza de fricción (Froce) y se mueve a una velocidad constante (a = 0)


Conocemos que el trabajo que se realiza en un cuerpo, tiene la siguiente expresión:


W = F*Δx*cos(α)


W: trabajo  (300 Joules)


F: fuerza aplicada al objeto 


Δx: desplazamiento que tuvo el objeto al aplicar la fuerza  (?)


α: ángulo que existe entre los vectores fuerza (F) y desplazamiento (Δx). Asumimos que los vectores son paralelos entre si, por lo tanto el ángulo entre ellos es de 0°, resultando un trabajo máximo (W = 300 J)


Despejando fuerza (F) de la ecuación de trabajo:


F = W / Δx*cos(α)


Sustituyendo en ∑Fx


[ W / Δx*cos(α) ] - Froce = 0


[ 300 J / Δx * cos (0°) ] - 15 N = 0


300 J / Δx = 15 N   (Fuerza de roce lo colocamos en el 2do miembro)


Δx = (300 J) / (15 N)    (Despeje de Δx)


Δx = 20 m   (desplazamiento del objeto cuando se le aplicó dichas fuerzas en 3 s)


Para calcular la velocidad del objeto que adquiere cuando se desplazó 20 metros en un tiempo de 3 segundos, usamos la ecuación de velocidad constante:


v = x / s


v = 20 m / 3 s


v = 6,667 m/s


El objeto obtuvo una velocidad constante de 20 m/s


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