Question

Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total de 2.0 kg y se jala con una rapidez constante por medio de una cuerda. La cuerda está inclinada a 35° sobre la horizontal y la carretilla se mueve 41.5 m sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el suelo y la carretilla es de 0.500 ¿Cuál es la energía perdida debido a la fricción?

Answer 1

RESOLUCIÓN.

Para resolver este problema hay que seguir los siguientes pasos:

1) Encontrar las ecuaciones que describen las interacciones entre las fuerzas.

Como la velocidad es constante a = 0 m/s²

N = Fr / μ

∑Fx = 0 

Fr - F*Cos(35º) = 0

F = Fr / Cos(35º)

ΣFy = 0

F*Sen(35º) + N - mg = 0

Sustituyendo el valor de N:

F*Sen(35º) + Fr/μ = mg

Las ecuaciones para las interacciones de fuerzas son:

F = Fr / Cos(35º)

F*Sen(35º) + Fr/μ = mg

2) Determinar la cantidad de energía perdida debido al roce.

Se sustituye la ecuación 1 en la 2:

Fr*Sen(35º)/Cos(35º) + Fr/μ = mg

Fr*Tg(35º) + Fr/μ = mg

Datos:

μ = 0,5

mg = 2 Kg

Sustituyendo los datos se tiene que:

Fr*Tg(35º) + Fr/0,5 = 2

Fr = 2 / (Tg(35º) + 2) = 0,741 N

La fuera de roce es 0,741 N.

Ahora la energía perdida por el roce se determina con la siguiente ecuación:

T = Fr*x*Cos(180º)

Datos:

x = 41,5 m

Fr = 0,741 N

Sustituyendo se tiene que:

T = 0,741*41,5*Cos(180º)

T = - 30,752 J

La energía perdida por el roce es de -30,752 J.