Page 191 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicosProcesos físicos

EJEMPLOS

1. A partir del reposo, un perro hala un trineo y b. Como el trabajo neto es negativo, la fuerza neta y
ejerce sobre él una fuerza constante a lo largo el desplazamiento forman un ángulo de 180°. Para
de los primeros 50 metros de recorrido, hasta determinar la fuerza neta, se tiene que:
alcanzar determinada velocidad. Si la masa del W 5 F ? Dx ? cos 180°
trineo es 80 kg y consideramos que no hay pér- neto neta
didas de energía por efecto del rozamiento y de 2125 J 5 F neta ? 1,25 m ? (21) Al remplazar
la resistencia del aire, calcular: F neta 5 100 N Al despejar
a. El trabajo realizado por el perro. Por tanto, la fuerza neta mide 100 N y está dirigida
b. La energía cinética a los 50 m. hacia abajo en la dirección del plano.
c. La velocidad del trineo en ese momento.

Solución:
a. A partir de la definición de trabajo tenemos que:
W 5 F Dx 5 39 N ? 50 m 5 1.950 J
neto neta
b. Para determinar la energía del trineo, tenemos que
la energía cinética inicial es 0, por ende:
W neto 5 E 2 E c 0 c. Para determinar la fuerza de rozamiento, tenemos
c
1.950 J 5 E 2 0 Al remplazar
c que las componentes del peso son:
E 5 1.950 J
c mg 5 2mg ? sen 37° 5 298 N sen 37° 5 259 N
x
c. Para calcular la velocidad despejamos v de la ex- mg 5 2mg ? cos 37° 5 298 N cos 37° 5 278 N
presión para la energía cinética: y

2 E c 21.950 J?
v 5 5 5 7m/s
m 80 kg
2. Un bloque de masa 10 kg se lanza hacia arriba
desde la base de un plano inclinado 37°, con ve-
locidad de 5 m/s. Si el objeto se desplaza 1,25 m
hasta detenerse, determinar:
a. El trabajo neto realizado sobre el objeto.
b. La fuerza neta aplicada sobre el objeto.

c. El coeficiente de rozamiento.
Por tanto, con las componentes medidas en
newtons, expresamos las fuerzas como:

F N 5 (0, F )
N
F r 5 (2Fr, 0)
mg 5 (259, 278)

F 5 (2100, 0)
neta
Solución: De donde,
a. Para calcular el trabajo neto se tiene:
2F 259 N 5 2100 N; Fr 5 41 N
1 1 r
2
W neto � ? 10 kg 0 �? 2 ? 10kg(5m/s) ��1125 JPara la fuerza normal tenemos:
2 2
F 278 N 5 0; F 5 78 N
N
W neto 5 2125 J Puesto que: N
El trabajo neto es 2125 J. Que su valor sea negativo F r 41 N
coincide con que la energía cinética disminuye. �� F N � 78 N � 0,5

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