Determinar la fuerza constante que es necesaria aplicar durante 0.005 a una pelota de golf de 0.01 kg de masa, inicialmente en reposo, para que deje el suelo a una velocidad de 40 min
Respuestas
El enunciado debería decir: Determinar la fuerza constante que es necesaria aplicar durante 0.005 s a una pelota de golf de 0.01 kg de masa, inicialmente en reposo, para que deje el suelo a una velocidad de 40 m/s (porque en términos de tiempo usamos los segundos, y la velocidad se mide en m/s).
Hay que analizar entonces el problema:
Si tenemos un objeto en REPOSO, al que le imprimimos una fuerza, este realizará un movimiento determinado, a una velocidad determinada. En este caso la pelota de golf será golpeada y se producirá el movimiento (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado). Se debe entonces determinar la fuerza con la que desarrollará la velocidad indicada al despegar. Tenemos la ecuación, para determinar la fuerza:
F = m x a
Donde m = masa = 0,01 Kg; a = aceleración, que no la conocemos.
Ahora bien, como sabemos que la aceleración corresponde a una magnitud vectorial que depende de la diferencia de velocidad y la diferencia del tiempo, decimos:
a = Δv / Δt
a = (vf – vi) / (tf – ti)
Como parte del reposo, tanto la velocidad como el tiempo inicial serán iguales a 0, entonces:
a = 40 m/s / 0,005 s
a = 8.000 m/s²
Entonces ahora contamos con los datos suficientes para calcular la fuerza, sustituyendo en nuestra ecuación:
F = 0,01 Kg x 8.000 m/s²
F = 80 N
La fuerza necesaria para producir en la pelota de golf una velocidad al dejar el suelo de 40 m/s es de 80 N.