Question

Física: Un bloque cuya masa es de 2 kg es jalado mediante una fuerza horizontal. Calcular: a)La magnitud de la fuerza de reacción que ejerce el piso sobre el bloque. b)La magnitud de la fuerza horizontal que se requiere para dar al bloque una velocidad horizontal cuya magnitud es de 0.5 m/s en 3 segundos a partir del punto de reposo. Nota: Considere despreciable la fricción entre el piso y el bloque. Elaborar diagrama de cuerpo libre.

Answer 1

Respuesta: 

a) Una fuerza normal de 20 N.
b) Se debe aplicar una fuerza de 1/3 N.

Explicación: 

Parte a)

La fuerza que ejerce el piso sobre el bloque, es una fuerza normal, es decir en dirección de "y" por tanto aplicamos sumatoria de fuerzas en ese sentido. 

                                                          ∑Fy = w + n = 0       (1)

La sumatoria se iguala a cero debido a que el cuerpo esta en reposo. 

La fuerza debido al peso se calcula como: 

                                                     w = (2 kg)·(10 m/s²) = 20 N

Sustituyendo en (1) tenemos entonces: 

                                                     20 N + n = 0 ∴ n = -20 N

El signo menos (-) solo indica que es en dirección contraria a la fuerza debido al peso. 

Parte b) 

Para esta parte es necesario encontrar la aceleración del bloque bajo los datos dados, usando las ecuaciones de movimiento rectilíneo. 

                                                       Vf = Vo + a·t        (2)

Donde: 

Vf = velocidad final
Vo = velocidad inicial
a = aceleración
t = tiempo

Debido a que parte de reposo la velocidad inicial (Vo) es nula. Entonces:

                                                       0.5 m/s = 0 + a· (3s)

                                                              a = 1/6 m/s²

Procedemos a calcular la fuerza: 

                                       F = m· a   ∴  F = 2 kg · 1/6 m/s² = 1/3 N