Se quiere arrastrar por el suelo un baul de 40 kg de manera que recorra 20 m en 10 s a partir del reposo con aceleración constante. Si el coeficiente de fricción es de 0.4, calcula la magnitud de la fuerza horizontal que se debe aplicar.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Explicación:
2da Ley de Newton
∑Fuerzas horizontales = m.a (mismo sentido q el movimiento)
Hallando la aceleración
d = Vi.t + 1/2 a.t²
20 = 0*10 + 1/2*a*10²
40 = 100a
0.4 m/s² = a
∑Fuerzas verticales = 0
N - W = 0
N = W = m*g
N = 40 kg * 10 m/s² = 400 Newtons
En la ecuación de Newton
F - f = m * a
F = m * a + f = m * a + µ * N
F = 40 * 0.4 + 0.4 * 400
F = 176 N
Nota: Las fuerzas de acción y reacción, nunca están en
un mismo objeto. La forma "práctica" de graficar es para
resolver más rápido los problemas.
La fuerza de fricción f , siempre se opone al movimiento,
su valor es el producto del coeficiente de fricción µ por
el valor de la fuerza de reacción normal, N.
La fuerza que debe aplicar al baúl es 172.8 newtons.
En este problema se debe usar una fórmula de cinemática para determinar la aceleración, y la Segunda Ley de Newton para determinar la fuerza aplicada.
¿Cómo se determina la fuerza aplicada?
Se debe seguir el siguiente procedimiento:
- Determinar la aceleración del baúl.
- Determinar la fuerza de fricción.
- Determinar la fuerza aplicada.
A continuación te explicamos.
- Paso 1: determinamos la aceleración:
Como la velocidad aumenta desde el reposo la aceleración es positiva:
Δx = Vo*t + 0.5*a*t^2
20 = 0*10 + 0.5*a*10^2
a = 20/50
a = 0.4 m/s^2
Paso 2: determinamos la fuerza de fricción:
Sumamos las fuerzas verticales:
Normal - peso = 0
Normal = peso = m*g
Normal = 40*9.8
Normal = 392 N
Ahora determinamos la fuerza de fricción:
Fr = 0.4*Normal
Fr = 0.4*392
Fr = 156.8 N
- Paso 3: determinamos la fuerza aplicada:
Aplicando la Segunda Ley de Newton, sumamos las fuerzas horizontales:
F - Fr= m*a
F - 156.8 = 40*0.4
F = 40*0.4+156.8
La fuerza aplicada es 172.8 N.
Más sobre la Segunda Ley de Newton:
brainly.lat/tarea/55969278
