Question

Un niño empuja un carro de juguete con masa de 0.5kg a la derecha sobre el piso liso. Al soltarlo el carro tiene una rapidez de 4ms, pero se frena por la fuerza de fricción horizontal constante ejercida por el suelo. El coche se desliza una distancia d=1m antes de detenerse. ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción? y ¿Cuál es el trabajo que realiza la fuerza de fricción mientras el coche está en movimiento? (Tenga en cuenta que el trabajo que realiza una fuerza en la dirección del movimiento es el producto de la distancia recorrida por dicha fuerza, también es el cambio que sufre la energía cinética del cuerpo en movimiento).

Answer 1

Realizando un diagrama de cuerpo, tenemos:


∑Fx: Froce = m*a


Para conocer la aceleración a, tenemos:


vf^2 = vi^2 + 2a*x


Como el auto se detiene, entonces vf = 0 m/s


Despejando aceleración a:


a = -vi^2 / 2x


a = -(4 m/s)^2 / (2)(1 m)


a = -8 m/s^2   ; Es una aceleración de frenado. Por eso el signo negativo


Calculando la fuerza de roce:


froce = (-8 m/s^2)*(0,5 kg)


froce = - 4 N ; Porque la fuerza de roce, se opone al movimiento.


El trabajo que realiza la fuerza de fricción, viene dada por la siguiente ecuación:


W = Froce*desplazamiento


W = (4 N)*(1 m) ; puesto que es lo que se desliza 1 m antes de detenerse por efecto de la fuerza de fricción:


W = 4 Joules ; Recordemos, que el trabajo es una magnitud escalar, por lo tanto su valor es un módulo y se desprecia el signo.


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