Question

Un trineo de 20 kg es empujado en una pendiente de 34º hasta una altura vertical de 140m una fuerza de friccion constante de 50 N actua durante toda esta distancia. ¿ que trabajo externo se requirio? ¿Cual fue el cambio de energia potencial?

Answer 1

Se asume que el trineo subió a velocidad constante, por lo que entonces 

∑Fx=0

F-Fr-Px=0

F=Px+Fr

Donde: 
F= fuerza requerida
Fr= fuerza de roce
Px= componente del peso 

$Px= m*g*sen34= 20 kg * 9.81 \frac{m}{ s^{2} } *sen34$
Px=109.71 N
Fr= 50 N

F= 109.71 N + 50 N = 159.71 N

Ahora se halla la distancia recorrida por el trineo 

$d= \frac{h}{sen 34}$

$d= \frac{140m}{sen34°}$
d= 250.36 m

Teniendo la fuerza requerida y la distancia recorrida se puede hallar el trabajo externo donde

W= F * d
W= 159.71 N * 250.36 m = 39984.99 J

Y para hallar el cambio de energía potencial se tiene 

ΔEp= m * g * Δh
ΔEp= 20 kg * 9.81 $\frac{m}{ s^{2} }$ * 140 m
ΔEp= 27468 J