Question

Un punto material tiene 4kg de masa y velocidad inicial de 12m/s. Sabiendo que sobre él actúa una fuerza de 20N de intensidad, durante 9s, responda
a) Cuál es el trabajo realizado por esa fuerza
b) Cuál es la potencia desarrollada

Answer 1

1. ¿A QUÉ LLAMAMOS TRABAJO? 1. Un hombre arrastra un objeto durante un recorrido de 25 m, tirando de él con una fuerza de 450 N mediante una cuerda que forma un ángulo de 30º con la horizontal. Realiza un gráfico del problema y calcula el trabajo realizado por el hombre. La representación gráfica de la situación física que describe el enunciado es la que se muestra en la figura de la derecha. El trabajo realizado por el hombre lo calculamos como se indica: WF = F r · ∆r r = F · ∆r · cos θ WF = 450 · 25 · cos 30° = 9742,8 J 2. Al tirar horizontalmente, con una fuerza de 10 N, de un cuerpo apoyado en un plano horizontal, este se desplaza 10 m. Calcula el trabajo realizado, sabiendo que su masa es 2 kg y el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el suelo es 0,1. En la figura hemos representado las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Los datos que tenemos son: F = 10 N Desplazamiento: s = 10 m Masa del cuerpo: m = 2 kg Coef. de rozamiento: µ = 0,1 El trabajo que realiza cada fuerza es: WP = m · g r · s r = m · g · s · cos 90° = 0 WN = N r · s r = N · s · cos 90° = 0 WF = F r · s r = F · s · cos 0° = F · s = 10 · 10 = 100 J Wroz = F r r · s r = Fr · s · cos 180° = −µ · N · s = −µ · m · g · s = −0,1 · 2 · 9,8 · 10 = −19,6 J El trabajo total es la suma de todos ellos: W = 100 − 19,6 = 80,4 J 3. Cuando sujetamos una maleta de 20 kg, sin movernos, ¿qué trabajo realizamos? ¿Y si nos movemos con la maleta en la mano, desplazándonos 20 m sobre un plano horizontal? De acuerdo con la definición, para realizar trabajo, es necesario que se produzca desplazamiento: W = F r · r r Unidad 1. Fuerzas conservativas y no conservativas 1 FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS 1 25 m 30° F N m P

Answer 2

Es conveniente hallar la aceleración.

a = F/m = 20 N / 4 kg = 5 m/s²

Hallamos la velocidad final: V = 12 m/s + 5 m/s² . 9 s = 57 m/s

El trabajo realizado sobre el cuerpo es igual a la variación de su energía cinética.

T = 1/2 . 4 kg [(57 m/s)² - (12 m/s)²] = 6210 J

La potencia media es el trabajo por unidad de tiempo:

P = 6210 J / 9 s = 690 W

Saludos Herminio