Question

Una caja de 40.0 kg inicialmente en reposo, se empuja 4.10 m a lo largo de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 135 N. El coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0.300, encuentre lo siguiente.
a)el trabajo hecho por la fuerza aplicada
b)el aumento en energía interna en el sistema caja-suelo como resultado de la fricción
c)el trabajo hecho por la fuerza normal d)el trabajo hecho por la fuerza gravitacional e)el cambio de energía cinética de la caja f) la rapidez final de la caja

Answer 1

a) T = F d = 135 N . 4,10 m = 553,5 J

b) El aumento de energía interna es producido por el trabajo de la fuerza de fricción.

E = u m g d = 0,300 . 40,0 kg . 9,80 m/s²  4,10 m = 482 J

c) El trabajo de la fuerza normal es nulo. Es perpendicular al desplazamiento.

d) Lo mismo sucede con el trabajo de la fuerza gravitacional.

e) El trabajo de las fuerzas que actúan produce una variación en la energía cinética de la caja. En reposo inicialmente el cambio de energía cinética es igual a la energía cinética final.

Ec = (F - Fr) . d = 553,5 - 482 = 71,5 J

f) Ec = 1/2 m V²

V = √(2 . 71,5 J / 40,0 kg) = 1,89 m/s

Saludos.