Question

Una caja con masa 8,90 kg (m) se deja deslizar desde el inicio de un plano inclinado con altura 3,60 m (h). Durante el deslizamiento, la caja es sometida a una fuerza de rozamiento 4,80 N (fr) y recorre una distancia 5,90 m (x) hasta llegar al final del plano. Se requiere resolver lo siguiente: a) Dibujar un diagrama que describa el planteamiento del ejercicio. b) Calcular la velocidad final de la caja, basado en el teorema del trabajo neto y la energía cinética.

Answer 1

Tenemos un escenario sencillo, un plano inclinado y una caja deslizándose por él. La distancia que recorre la caja es de 5,90 metros y entre la caja y el plano, hay roce. 

Partimos del principio de la ley del trabajo y la energia. Donde el trabajo neto será igual a la variación de la energia cinética

W = ΔEc = Ecf - Eco

Donde W es el trabajo y Ec la energía cinética.

Por otro lado, sabemos que W = F*d, donde F será nuestra fuerza de roce y d la distancia que recorre.

Y la última formula que usaremos, será la de Ec= $\frac{1}{2} m v^{2}$

Como la caja parte del reposo,  la energía cinética inicial será igual a cero.

Entonnces, 

W = Ecf - Eco = Ecf - 0 = $\frac{1}{2} m v^{2}$.
W = F*d = (4,80N)(5,90m) = 28,32 J.

28,32 = $\frac{1}{2} (8,9kG) v^{2}$.

Despejando v, obtenemos que V = 2,52m/s