Question

Hola Porfavor ayudenme con este problema. Un cuerpo cuya masa es 0.01 kg se deja caer desde una altura de 3 m sobre un montón de arena. Si el cuerpo penetra 0,3 m antes de detenerse, ¿cuál ha sido la fuerza ejercida por la arena sobre el cuerpo?

Answer 1

se resuleve mediante conservación de la energía:

 

Energía al solatr el objeto: (toda es potencial)

E=mgh = 0.01(9.8)(3) = 0.294 j

 

Energía al tocar el suelo es toda cinética:

E=mv^2 /2 

y debe ser la misma que al soltar el objeto por conservación de la energía:

mgh=mv^2/2

gh = v^2/2

v^2= 2gh

 

v^2 = 2*9.8*3=58.8 m^2/s^2

v= 7.67m/s

 

bien, ahora vamos a calcular la desaceleración experimentada por el objeto que tocó el piso a 7.67 m/s hasta ser frenado comopetamente o sea pasó a un velocidad nula:

 

usemos la formula de  movimientom acelerado:

2ax = vf ^2 - vo^2

2a(0.3) = -(58.8)

a= -58.8/0.6 = 98 m/s^2

 

con esta acelaración podemos calcular la fuerza ejercida por la arena usando la tercera ley de Newton:

 

F=m*a

 

F=0.01 * (98) = 0.98 Newtons