Question

determine el trabajo que un excursionista debe efectuar sobre una mochila de 15.0 kg para llevarla a la sima de una colina de altura h= 100.0 m cómo se observa en la figura . el trabajo realizado por la gravedad sobre la mochila y c el trabajo neto efectuado por esta ultima por simplicidad vamos a suponer que el movimiento es suave y a velocidad constante es desir la aceleración es despreciable​

Answer 1

a) El trabajo que debe efectuar el excursionista para llevar su mochila a la cima es de W = 1471.5 J

b) El trabajo de la fuerza de gravedad sobre la mochila Wg = -1471.5 J

c) El trabajo neto es nulo, Wt = 0J

Explicación paso a paso:

Inicialmente realizamos diagrama de cuerpo libre sobre la mochila, a fin de identificar las fuerzas que actúan sobre ella

Aplicando la 2da Ley de Newton, en dirección vertical:

∑Fy : 0  (Aceleración nula)

  Fn - W = 0

  Fn = mg

  Fn = 15kg*9.81m/s² =  147.15N

El trabajo esta dado por la siguiente ecuación:

W = Fdcos∡Fd

W = Fndcosθ

Donde:

dcosθ = h = 10m

W = 147.15N * 10m

W = 1471.5 J

b.- El trabajo efectuado por la fuerza de gravedad

Wg = mgd cos(180° - θ)       identidad Cos(180°-θ) = -cosθ

Wg = mg(-dcosθ) = -mgh

Wg = -15kg*9.81m/s²*10m

Wg = -1471.5 J

c.- El trabajo neto, es la sumatoria de ambos:

Wt = W +Wg

Wt = 1471.5 J - 1471.5J

Wt = 0J