Question

Un fragmento rocoso de 30 gr., expulsado por un volcán, viaja inicialmente a 500
m/s, penetra 12 cm, en una pared rocosa. a) ¿cuál es el trabajo realizado por la
pared para parar el fragmento? b) Asuma que la fuerza de la pared sobre el
fragmento es constante y calcule su valor.

Answer 1

Respecto al fragmento rocoso que es expulsado por el volcán, entrando en la pared rocosa, se obtiene que:

a) El trabajo realizado por la pared para parar el fragmento, es: W= 3750 Joules

b) Al asumir que la fuerza de la pared sobre el fragmento es constante, su valor es: F= 31250 N

¿ Qué es trabajo mecánico?

El trabajo mecánico es el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento por el coseno del ángulo que forma la fuerza con el desplazamiento y su fórmula se escribe de la siguiente manera:

W= F*d*cosα

Masa= m= 30 g * 1Kg/1000 g= 0.03 Kg

Velocidad inicial= Vo= 500 m/seg

Distancia = d= 12 cm* 1m/100cm= 0.12 m

Velocidad final= Vf=0

a) Trabajo= W=?

b) Fuerza = F=?

Fórmula de velocidad Vf del movimiento variado.

Vf² = Vo²+2*d*a    

Como la Vf=0; se despeja la aceleración a:

a= -Vo²/2*d

a= - ( 500 m/seg)²/(2* 0.12 m)

a=  -1041666.67 m/seg2

Ahora, se calcula la fuerza:

F= m*a = 0.03 Kg* -1041666.67 m/seg2

F= -31250 N

Fórmula de trabajo W.

W= F*d*cosα
W= -31250 N* 0.12 m * cos 180°

W= 3750 Joules

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