Sobre un cuerpo cuya masa es de 10kgF actúa una fuerza de 60 dinas durante 12 segundos. Si la velocidad inicial del cuerpo era de 60 cm/seg, calcular:
A) el trabajo efectuado por la fuerza.
B) La potencia desarrollada.
C) La energía cinética final.
D) El aumento de energía cinética.
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Respuestas a la pregunta
Para el cuerpo se obtiene:
a) El trabajo efectuado por la fuerza es: W = 0.00432 Joules
b) La potencia desarrollada es: P = 0.00036 vatios .
c) La energía cinética final es: Ecf =1.804 Joules
d) El aumento de energía cinética es: 0.004 Joules
Para determinar el trabajo, la potencia y la energía cinética se procede a aplicar las fórmulas respectivas de cada uno y además las del movimiento rectilíneo uniformemente variado MRUV y la segunda ley de Newton, de la siguiente manera :
m = 10Kg
F = 60dinas * 1N / 100000 Dinas = 0.0006 N
t = 12 seg
Vo = 60cm/seg * 1m/100cm = 0.6 m/seg
a) W=?
b) P=?
c) Ecf=?
d) ΔEc =?
F = m*a segunda ley de Newton :
a = F/m
a = 0.0006 N /10 Kg
a = 0.00006 m/s2
d = Vo*t + a*t²/2
d = 0.6 m/seg*12 seg +0.00006 m/seg2* ( 12seg )²/2
d = 7.2 m
a) Fórmula de trabajo W :
W = F *d *cos α
W = 0.0006 N * 7.2m *cos 0°
W = 0.00432 Joules
b) Potencia : P = W/t
P = 0.00432 Joules / 12 seg
P = 0.00036 vatios .
c) Ecf = m* Vf²/2 = 10Kg * (0.60072 m/seg )²/2 = 1.804 Joules
Vf = Vo +a*t
Vf = 0.6 m/seg +0.00006 m/s2 * 12 seg
Vf= 0.60072 m/seg
d) ΔEc = Ecf -Eco
Eco = m*Vo²/2 = 10Kg* ( 0.6 m/seg )²/2 = 1.8 Joules
ΔEc = 1.804 Joules -1.8 Joules = 0.004 Joules