Question

Una persona comienza a empujar horizontalmente un carrito de supermercado en reposo, que tiene una masa de 30 kg con una fuerza de 20 N a lo largo de 6.75 m.





Calcula:

a) ¿Qué velocidad final debería alcanzar el carrito de supermercado si no hubiera fricción?
b) Dado que la fricción sí existe, el carrito alcanzó una velocidad de 1.9 m/s. ¿Cuál fue la fuerza resultante real que actuó sobre el carrito? Redondea el valor al entero más cercano.
c) ¿Cuál es el coeficiente de fricción dinámica en este movimiento? Usa el valor aproximado de 10 m/s2 como la aceleración de la gravedad g.
d) ¿En cuánto tiempo recorrió el carrito los 6.75 m? Para obtener este valor, utiliza la fuerza resultante real que actúa sobre el carrito, así como la segunda ley de Newton.
e) ¿Cuál es la potencia aplicada? Usa el valor de tiempo y el trabajo total realizado sin quitarle las pérdidas de energía por fricción.

Answer 1

Explicación:

paso a paso

problema 1. Una persona comienza a empujar horizontalmente un carrito de supermercado en reposo, que tiene una masa de 30 kg con una fuerza de 20 N a lo largo de 6.75 m.

Calcula: 

1.¿Qué velocidad final debería alcanzar el carrito de supermercado si no hubiera fricción?

Calcularemos la aceleración aplicando la segunda Ley de Newton:

Datos: Fórmulas:

m = 30 Kg F = m* a vf = at

Fa = 20 N Despejando

d = 6.75 m

Sustituyendo:

Sustituyendo en la ecuación vf = at

a = 0.66 m/s2 vf = (0.66 m/s2)t

Pero como no conocemos tiempo, se aplica la siguiente fórmula donde “X” es el desplazamiento realizado:

donde a = 0.66m/s2 y x = 6.75 m

Tenemos

Por lo tanto la Vf fué de 2.98 m/s si no hubiera fricción.

b) Dado que la fricción sí existe, el carrito alcanzó una velocidad de 1.9 m/s. ¿Cuál fue la fuerza resultante real que actuó sobre el carrito? Redondea el valor al entero más cercano.

Datos: Fórmulas:

m=30 Kg

Fa=20 N Ff = m*a

d= 6.75M FR = FA – Ff

Fricción =1.9

Sustitución:

Por lo tanto la Fuerza resultante es de 4N

c) ¿Cuál es el coeficiente de fricción dinámica en este movimiento? Usa el valor aproximado de 10 m/s2 como la aceleración de la gravedad g.

Datos: Formula:

m =30 Kg !

Fa=20 N

d = 6.75M " #

Fricción =1.9$ %

g = 10 m/s2

a = 0.53 m/s2

Sustitución:

)

*

+

,

- Coeficiente d fricción dinámica

d) ¿En cuánto tiempo recorrió el carrito los 6.75 m? Para obtener este valor, utiliza la fuerza resultante real que actúa sobre el carrito, así como la segunda ley de Newton.

Datos: Fórmula: Sustitución:

m =30 Kg F = m *a .

d = 6.75m /

Freal = 4.1N

0 1

2

El carrito recorrió los 6.75m en 10.19 segundos.

e) ¿Cuál es la potencia aplicada? Usa el valor de tiempo y el trabajo total realizado sin quitarle las pérdidas de energía por fricción.

Datos: Formula Sustitución

a = 0.66 m/s2 3 4

t = 4.52 seg. 5 6

d= 6.75M

W = 27.67J 7 8

La potencia aplicada es