El día 15 de enero de 2014 se realiza una inspección a la estación antigua y desolada de ferrocarril, encontrando en el interior una superficie plana y horizontal, que no presenta fricción. Uno de los elementos encontrados en esa superficie, es un cubo de madera, al cual se le toman los datos de posición y su masa de 0,008 kg. Se realiza una inspección posterior al lugar, el día 15 de enero de 2018 y se encuentra que el cubo de madera está a 8,00 cm de la posición marcada en la primera visita. A partir de la anterior información:
Respuestas a la pregunta
Estudiando el cubo de madera que se encuentra en la antigua y desolada estación de ferrocarril nos queda:
- Adjunto el diagrama de cuerpo libre.
- La fuerza promedio del viento fue de F = 8.00x10⁻²⁰ N.
- El ángulo para que la caja reciba la misma fuerza sería x = 5.84x10⁻¹⁷ grados.
- En este caso se aplicaron las leyes de Newton, sobre todo la segunda ley de Newton relacionada sobre la fuerza.
Explicación:
A) Adjunto vemos el diagrama de cuerpo libre.
B) Inicialmente lo que haremos será buscar la aceleración:
d = a·t²/2
Veamos que el tiempo fue de 4 años que son 1.26x10⁸ segundos, entonces:
0.08 m = a·(1.26x10⁸ s)²/2
a = 1.00x10⁻¹⁷ m/s²
Aplicamos segunda ley de Newton:
F = m·a
F = (0.008 kg)·(1.00x10⁻¹⁷ m/s²)
F = 8.00x10⁻²⁰ N; siendo esta la fuerza promedio
C) En este caso aplicamos teoría de plano inclinado, tal que:
m·g·sen(x) = m·a
g·sen(x) = a
sen(x) = a/g
x = arcosen( 1.00x10⁻¹⁷ m/s²/ 9.8 m/s²)
x = 5.84x10⁻¹⁷ grados; es decir: el ángulo debe tender a ser nulo.
D) En este caso se aplicaron las leyes de Newton, sobre todo la segunda ley de Newton relacionada sobre la fuerza.
0.08 m = a·(1.26x10⁸ s)²/2
(2 · 0.08) = a·(1.26x10⁸ s)²
(2 · 0.08) / (1.26x10⁸ s)² = a
a = 1.00x10⁻¹⁷ m/s² ; resultado