Question

Para clavar un clavo en una pared, se golpea con un martillo de 2.3 kg moviéndolo con una velocidad de 4.6 m/s. Si la pared ejerce una fuerza de resistencia de 2000 N.
¿Cuántos centímetros logra introducirse el clavo en la pared?

Answer 1

RESOLUCIÓN.

Para resolver este problema hay que seguir los siguientes pasos:

1) Determinar la energía con la que el clavo se introduce.

Hay que tener en cuenta que al momento del impacto, el martillo proporciona una energía al clavo igual a su energía cinética, por lo tanto la energía cinética del martillo es igual a la energía total del clavo.

Ec = m*V²/2

Dónde:

Ec es la energía cinética.

m es la masa.

V es la velocidad.

Datos:

m = 2,3 kg

V = 4,6 m/s

Sustituyendo los valores se tiene que:

Ec = (2,3)*(4,6)²/2 = 24,334 J

La energía con la que el clavo entra en la pared es de 24,334 J.

2) Determinar la profundidad que alcanzo el clavo dentro de la pared.

Para eso se tiene que el principio del trabajo es:

T = F*d

Dónde:

T es el trabajo.

F es la fuerza.

d es la distancia recorrida.

Y en este caso el trabajo es igual a la energía entregada al clavo para entrar en la pared.

Ec = F*d

Ahora se sustituyen los valores:

24,334 = 2000*d

d = 0,0122 m

d = 0,0122 * 100 cm = 1,22 cm

El clavo entró 1,22 cm en la pared.