2. Un bloque de 7 kg se mueve hacia arriba sobre una superficie vertical por la acción de una fuerza, El bloque parte del reposo y cuando ha recorrido 2m, su rapidez es de 0.8 m/s. El trabajo realizado por la fuerza es de 205 J
1. Calcular
a) El trabajo realizado por el peso
b) La fuerza de rozamiento
c) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento
d) El trabajo neto
Respuestas a la pregunta
Cuando se movió el bloque sobre la superficie se obtuvo:
- El peso realizó un trabajo de -137.2 joules.
- La fuerza de rozamiento vale 32.78 newtons.
- Su trabajo fue -65.56 joules.
- El trabajo neto es 2.24 joules.
Para calcular el trabajo debemos conocer cada una de las fuerzas que actúan sobre el bloque.
¿Cómo se calcula el trabajo?
El trabajo realizado por una fuerza para mover un objeto una distancia Δx:
W = Fx * Δx
Donde Fx es la fuerza descompuesta en la dirección de movimiento.
- Parte a: trabajo realizado por el peso:
El peso es:
P = m*g
P = 7*9.8
P = 68.6 N
Luego el trabajo:
Wp = -68.6*2 = -137.2 J
El signo negativo es debido a que el peso y el desplazamiento van en sentido contrario.
- Parte b: determinación de la fuerza de rozamiento:
Primero se determina la aceleración:
Vf^2 = Vo^2 + 2*a*Δx
0.8^2 = 0^2 + 2*a*2
a = 0.16 m/s^2
Como conocemos el trabajo realizado por la fuerza, podemos determinar su valor:
205 = F*cos(40)*2
F = 133.8 N
Ahora sumamos las fuerzas en y para obtener la fuerza de rozamiento:
F*cos(40) - P - Fr = 7*0.16
102.5 - 68.6 - Fr = 1.12
Fr = 32.78 N
- Parte c: trabajo realizado por la fuerza de rozamiento:
Sustituyendo:
Wr = -32.78*2 = -65.56 J
- Parte d: trabajo neto:
Sumando los trabajos realizados por cada fuerza:
W = 205 - 137.2 - 65.56
W = 2.24 J
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