Física, pregunta formulada por mairahernadez15, hace 11 meses

Una persona recoge agua de un aljibe de 4,0m de profundidad, mediante un balde atado a una
cuerda. Se llena el balde con 5,0 litros de agua y luego se lo sube con una aceleración de
0,20m/s2.
La masa del balde sin agua es de 0,50kg. La cuerda se considera inextensible y de masa
despreciable. Determina:
a) El trabajo realizado por la persona para subir el balde.
b) El trabajo realizado por la Tierra.
c) La energía cinética del balde después de haber subido 2,0 m.

Respuestas a la pregunta

Contestado por mcamachog
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El trabajo realizado por la persona para subir el balde es igual a W = 20.0 J

El trabajo realizado por la Tierra para subir el balde es igual a W =  - 19.62 J

La energía cinética del balde después de haber subido 2,0 m. es igual a Ec = 0.2J

Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre el balde en el momento en que esta siendo subido para hallar la tensión de la cuerda:

  • ∑Fy = m * ay
  • T - P = m * ay
  • T - (m * g) = m*ay
  • T = m * (g + ay)
  • T = 0.5 Kg * ( 9.81m/s² + 0.20m/s²)
  • T = 5.0 N

La fuerza realizada por la persona es igual a la tensión de la cuerda calculada anteriormente

El trabajo es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. También se define trabajo con la siguiente ecuación:

  • W = F * d * cos(α)
  • W = 5.0 N * 4.0 m * cos(0°)
  • W = 20.0 J

El trabajo realizado por la tierra se calcula asi:

  • W = F * d * cos(α)
  • W = m*g * 4.0 m * cos(180°)
  • W = 0.50Kg * 9.81m/s² * 4.0m * (-1)
  • W =  - 19.62 J

Para calcular la energía cinética del balde después de subir 2.0m, calculamos primero su velocidad:

  • Vf² = Vo²  + 2* a* d
  • Vf² = 0 + 2 * 0.20m/s² * 2.0m
  • Vf² = 0.80m²/s²
  • Vf = 0.89 m/s

Ahora calculamos la energía cinética por definición:

  • Ec = (1/2) * m * V²
  • Ec = 0.5 * 0.5Kg * (0.89m/s)²
  • Ec = 0.2J
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