●● Un padre tira de su hija sentada en un trineo con velocidad
constante sobre una superficie horizontal una
distancia de 10 m, como se ilustra en la ▼ figura 5.25a. Si
la masa total del trineo y la niña es de 35 kg, y el coeficiente
de fricción cinética entre los patines del trineo y la
nieve es de 0.20, ¿cuánto trabajo efectúa el padre?
Respuestas
Datos :
m = 35 kg
μc = 0.20
W = ? (trabajo que efectúa el padre )
α = 30°
d = 10 m
Ecuaciones de las sumatorias en el eje x y eje y, en base
en base al diagrama de cuerpo libre D.C.L.
ΣFx = m * a como el padre tira del trineo
con velocidad constante la
aceleración es cero a = 0
Σ Fx =0
Fx - Froce = 0 Fx = Froce
Σ Fy = 0
N + Fy - P =0 N = P - Fy
calculo del peso P = m * g
P = 35 kg * 9.8 m / s²
P = 343 kg
componentes de la fuerza F :
Fx = F * Cos 30°
Fy = F *Sen 30°
de las ecuaciones anteriores :
Fx = Froce
F * Cos 30° = μc * N
F * Cos 30° = 0.20 * ( P - Fy )
F * Cos 30° = 0.20 * ( 343 New - F * Sen 30 °)
se calcula F
0.866 * F = 68.6 New - 0.1 * F
0.866 * F + 0.1 * F = 68.6 New
0.966 * F = 68.6 New
F = 68.6 New / 0.966
F = 71.01 New.
N = P - Fy
N = 343 New - 71.01 New * Sen 30°
N = 343 New - 35.50 New
N = 307.5 New
Froce = μc * N
F roce = 0.20 * 307.5 New
F roce = 61.5 New
W total = W F + W Froce
WF = F * d * Cos 30°
WF = 71.01 New * 10 m * Cos 30°
WF = 614.96 joules
W Froce = Froce * d * Cos 180°
W Froce = 61.5 New * 10 m * (- 1 )
W Froce = - 615 jolues
W total = W F +W Froce
W total = 614.96 joules + ( - 615 joules )
W total = - 0.04 joules
El valor de magnitud de Trabajo que efectuará el padre es de:
a.- Wt = -0.02 J
b.- Wt = -0.25 J
¿Qué es el trabajo mecánico?
El trabajo mecánico es la relación que hay entre la aplicación de una fuerza por un determinado desplazamiento, esta relación se iguala a la variación de energía mecánica en el estudio de la dinámica y cinemática de cuerpos.
La ecuación para trabajo mecánico es:
W = FdCos∡Fd
a)
Hacemos Sumatoria de fuerzas:
∑Fx : 0
FCos30° - Fr = 0
F = umg/Cos30°
F = 0.2×(35kg)(9.8m/s²)/Cos30°
F = 79.21 N
Wt = 10m(79.21Cos30° - 0.2×(35kg)(9.8m/s²))
Wt = -0.02 J
b)
Hacemos Sumatoria de fuerzas:
∑Fx : 0
FCos15° - Fr = 0
F = umg/Cos15°
F = 0.2×(35kg)(9.8m/s²)/Cos15°
F = 71.01 N
D = 3.6/Tg15°
D = 13.43m
Wt = 13.43m(71.01Cos15° - 0.2×(35kg)(9.8m/s²))
Wt = -0.25 J
Aprende más sobre trabajo en:
https://brainly.lat/tarea/12575226
