Question

Una gota de lluvia de 3.35 x 10-5 kg de masa cae verticalmente con rapidez constante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Modele la gota como partícula. Mientras cae 100 m, ¿cuál es el trabajo consumido en la gota
a) por la fuerza gravitacional y
b) por la resistencia del aire?

Answer 1

Si cae con velocidad constante es porque el peso de la gota es igual a la fuerza resistente.

P = m g = 3,35 . 10^(-5) kg . 9,80 m/s² = 3,28 . 10^(-4) N

Su trabajo es T = P h = 3,28 . 10^(-4) N . 100 m = 3,28 .10^(-2) J

El trabajo de fricción es T = - 3,28 . 10^(-2) J

Se cumple el teorema de las fuerzas vivas: El trabajo de las fuerza que actúan sobre un cuerpo produce una variación en su energía cinética.

Si la energía cinética es constante, el trabajo neto es nulo.

Saludos Herminio

Answer 2

El trabajo realizado por la gota de lluvia, respecto a la fuerza gravitacional, es de 0.032 J y el trabajo realizado por la resistencia del aire es de -0.032 J.

Explicación:

Tenemos que el trabajo se define como fuerza por desplazamiento, entonces:

W = F·d

Definimos y tenemos que:

W = (3.35x10⁻⁵ kg)·(9.8 m/s²)·(100 m)

W = 0.032 J

Ahora, este es el trabajo por la fuerza gravitacional.

El trabajo por la resistencia del aire será igual pero con signo negativo, es decir, -0.032 J.

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