Question

Una caja de 110kg que parte del responso, se jala a a través de del piso con una fuerza horizontal constante de 350 N. Durante los primeros 15m, el suelo no tiene fricción, y durante los siguientes 15m, el coeficiente de fricción es 0.30. ¿Cual es la rapidez final de la caja?

Answer 1

Respuesta: 10.1 m/s

Explicación:

Dividamos el problema en dos partes:

Primero, los 15 metros sin fuerza de roce, entonces tenemos que la caja está sometida a una sola fuerza neta (pues la de gravedad se compensa con la normal), entonces tenemos que F= m*a . Tenemos la masa y la fuerza, por lo tanto despejamos

a = F/m = 350/110 = 3.18 m/s², por lo tanto la rapidez en esta parte es:

$v = \sqrt{2ad}=\sqrt{2(15)(3.18)} =9.767m/s$

Por otro lado, hacemos los 15 metros con roce (sabiendo que la fuerza de roce (Fr) es igual a μN = μmg). Hacemos lo mismo,

F-Fr = ma

F-μN = ma

F-μmg = ma

a = F/m  - μg

a = 350/110 - 0.30(9.8)

a=0.241 m/s²

$v_f =\sqrt{ v_0^2+2ad}\\ v_f = \sqrt{ 9.767^2+2(0.242)15}\\v_f = 10.1m/s$

Answer 2

Si una caja de 110kg parte del reposo y se jala a a través del piso con una fuerza horizontal constante de 350N por 15m sin fricción y por los siguientes 15m con fricción de μ = 0.30, su rapidez final es 10.16m/s.

¿Cómo se calcula la rapidez final de una caja con fuerzas en acción?

Dividiremos el problema en dos tramos. Para el primer tramo, tenemos los 15m sin fricción y, para el segundo, tendremos los 15m con fricción.

Parte 1

Para esta parte nos interesa calcular la rapidez del cuerpo al final del tramo, para lo cual usaremos la segunda ley de newton y la tercera ecuación de la cinemática:

$F=m \cdot a_1\\a_1=F/m\\a_1=350N/110kg = 3.2m/s^2$

Usando esa aceleración:

$(V_f)^2=(V_o)^2+2a*x\\(V_f)^2=(0m/s)^2+2(3.2m/s^2)(15m)\\V_f=\sqrt{96m^2/s^2} \\V_f=9.8m/s$

Parte 2

Conociendo ya la rapidez con la que se inicia este tramo, ahora calcularemos la rapidez con la que se termina. Para esto, usaremos el mismo procedimiento:

$F-f_r=m \cdot a\\a=(F-f_r)/m\\a=(350N-0.3*110kg*9.8m/s^2)/110kg\\a=26.6N/110kg = 0.24m/s^2$

Usando esa aceleración:

$(V_f)^2=(V_o)^2+2a*x\\(V_f)^2=(9.8m/s)^2+2(0.24m/s^2)(15m)\\V_f=\sqrt{103.24m^2/s^2} \\V_f=10.16m/s$

Para saber más de segunda ley de Newton, visita: https://brainly.lat/tarea/12648582

#SPJ3