Question

1_Un albañil deja caer verticalmente un bloque de concreto de 5 kg de una altura de 20 m del piso, tal y como se muestra en la figura, calcule la velocidad del bloque al llegar al piso tomando en cuenta el concepto de conservación de la energía.


2_ Un mazo de 3Kg se mueve a una velocidad de 14 m/s en el momento de golpear un perno de acero. Se detiene a los 0.002 s. Determine la fuerza media sobre el perno.




3_ ¿Qué trabajo es desempeñado cuando se aplica una fuerza de 90 N al arrastrar un bloque de cemento a una distancia de 70 m, cuando la fuerza es transmitida por una cuerda con un ángulo de 40° con la horizontal?

Answer 1

Problema #1:


Usando la Ley de Conservación de la Energía:


Emec = ΔK + ΔUg = 0


Kf + Ugf = Ki + Ugi 


K: energía cinética ⇒ Ki = 0 J (porque la velocidad es nula al inicio)


Ug: energía potencial gravitatoria ⇒ Ugf = 0 J (porque el objeto llega al piso)


Kf = Ugi


( 1/2 )*( m )*( vf )^2 = ( m )*( g )*( h )


vf^2 = 2*g*h


vf = √ [ (2)(9,8 m/s^2)*(20 m) ]


vf = 19,8 m/s ; velocidad con que el objeto impactará el suelo


Problema #2


Debemos calcular la aceleración del objeto:


Vf = Vi + a*t ⇒ Vf = 0 m/s  (porque el objeto se detiene)


a = -Vi / t


a = - (14 m/s) / (0,002 s)


a = - 7000 m/s^2 ⇒ aceleración de frenado
 

Calculando la fuerza del objeto:


F = m*a


F = (3 kg)*( -7000 m/s^2)


F = - 21 000 N  


Problema #3


Aplicando la definición de trabajo físico:


W = F*Δd*cos(α)


W = (90 N)*(70 m)*cos(40°)


W = 4 826,08 J


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