Un niño arrastra una caja de 20 kg en un césped por 10 m y en una acera por 30 m; el coeficiente de fricción es de 0.25 para la primera parte del viaje y de 0.55 para la segunda. Si el niño siempre tira de la caja horizontalmente, ¿Cuánto trabajo realiza el niño sobre la caja?
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El trabajo que realiza el niño sobre la caja es igual a WT = 3724 J
Calculamos la fuerza realizada sobre la caja suponiendo que el niño la mueve a velocidad constante.
Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre la caja en el momento en que esta siendo arrastrada:
Con la componente vertical "Y" calculamos la fuerza Normal "Fn"
- ∑Fy = 0
- Fn - P = 0
- Fn = P
- Fn = 20Kg * 9.8m/s²
- Fn = 196N
Con la componente horizontal para la primera parte (Césped) calculamos la primera fuerza necesaria.
- ∑Fx = 0
- F1 - Fr = 0
- F1 - μ1 * Fn = 0
- F1 = 0.25 * 196N
- F1 = 49N
Con la componente horizontal para la segunda parte (Acera) calculamos la segunda fuerza necesaria.
- ∑Fx = 0
- F2 - Fr = 0
- F2 - μ2 * Fn = 0
- F2 = 0.55 * 196N
- F2 = 107.8N
El trabajo total lo calculamos por definición y por partes:
- WT = W1 + W2
- WT = F1*d1*cos(∅) + F2*d2*cos(∅)
- WT = 49N * 10m * cos(0°) + 107.8N * 30m * cos(0°)
- WT = 490J + 3234J
- WT = 3724 J
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