Si una pesa de 1 kg inicialmente en reposo, se le aplica una fuerza neta de 5 N durante 2 s, ¿qué rapidez tendrá a los 2 s?
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Respuesta:
Explicación:
1. Si una pesa de 1 kg inicialmente en reposo se le aplica una fuerza neta de 5 N durante 2 s ¿Que rapidez le producirá?
Res : Primero sacamos los datos del problema.
Datos :
m = 1 kg
F = 5 N
t = 2 s
Vo = 0
a = ?
V = ?
Ya teniendo los datos bien planteados podemos empezar.
Primero debemos buscar la aceleración ( a ) que tiene la pesa en el momento de aplicarle la Fuerza Externa ( F ). Para calcular este valor, vamos aplicar la Segunda Ley de Newton. Esta ley dice que a todo objeto que se le proporciona una fuerza desequilibrada le producirá una aceleración que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa. Por definición su formula es " Σ F = m . a ". Entonces, despejando la incógnita "a", reemplazado términos y desarrollando nos quedaría :
Σ F = m . a
F = m . a
m . a = F
a = F / m
a = 5 N / 1 kg
a = 5 m/s² ← Aceleración de la Pesa
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Y Finalmente, aplicando Cinemática vamos a saber la Velocidad ( V ) que logra tener la pesa después de un determinado tiempo propuesto por el problema. Usaremos la formula " V = Vo + a . t ". Como la pesa "parte del reposo", su Velocidad Inicial ( Vo ) sera cero, y por tanto la tomaremos como nula en la formula. Entonces, reemplazando términos y desarrollando quedaría :
V = Vo + a . t
V = a . t
V = ( 5 m/s² ) ( 2 s )
V = 10 m/s ← Velocidad Final de la Pesa
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2. Un bloque de 1 kg experimenta un cambio de velocidad de 4 m/s en un tiempo de 0.1 s ¿Cual es el valor de la fuerza aplicada?
Res : Primero sacamos los datos del problema.
Datos :
m = 1 kg
Vo = 0
V = 4 m/s
t = 0.1 s
a = ?
F = ?
Ya teniendo los datos bien planteados podemos empezar.
Esta vez tenemos que buscar la aceleración ( a ), pero con Cinemática. El bloque, al cambiar su Velocidad pasa del reposo a estar en movimiento. Es por eso que su Velocidad Inicial ( Vo ) es cero, y sera nuevamente nula en la formula. La formula que usaremos sera la misma que utilizamos en el problema ( 1 ), " V = Vo + a . t ". Entonces, despejando "a", reemplazando y desarrollando nos quedaría :
V = Vo + a . t
Vo + a . t = V
Vo + a = V / t
a = V - Vo / t
a = V / t
a = ( 4 m/s ) / 0.1 s
a = 40 m/s² ← Aceleración del Bloque
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Por ultimo, aplicamos la Segunda Ley de Newton para saber la Fuerza ( F ) aplicada al bloque. Toma en cuenta la definición de esta dada arriba. Su formula " Σ F = m . a ". Finalmente, reemplazamos y desarrollamos para dar por concluido el ejercicio. Veamos :
Σ F = m . a
F = m . a
F = ( 1 kg ) ( 40 m/s² )
F = 40 N ← Fuerza Externa aplicada al Bloque
FUENTE: Yahoo Respuestas
El impulso de la fuerza aplicada produce una variación en el momento lineal del cuerpo.
F t = m (V - Vo); inicialmente en reposo es Vo = 0
V = F t / m = 5 N . 2 s / 1 kg = 10 m/s
Saludos.