Una persona tira de una soga con una fuerza de 100 N que actúa con un ángulo de 37° con la horizontal para arrastrar una caja a lo largo de 4 dm. La caja tiene un peso de 50000 g y existe una fricción que posee una aceleración de 1 m/s2.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
la respuesta es 196.2J
Explicación:
Antes que nada hay que anotar los datos que nos proporciona la letra, nos da una fuerza ejercida por una persona a través de una soga la cual llamare fuerza F que tiene un valor de 100N además nos da el ángulo con la horizontal de esta. También la distancia que recorren y nos dicen que existe rozamiento y que la aceleración es de 1. Ahora recordemos que el trabajo de una fuerza es la fuerza por el desplazamiento por el ángulo entre estos. W = Fx*d*cos(ángulo entre la fuerza y el desplazamiento) donde d es el desplazamiento. Ahora denotemos que el Wtotal es la suma de los trabajos de todas las fuerzas que actúan. Para esto te recomiendo que veas el diagrama de cuerpo libre del objeto y veas que las únicas fuerzas que ejercen trabajo son la de rozamiento y F ya que el peso y la normal forman un ángulo de 90 con el desplazamiento y cos(90)=0.
Dicho esto los que nos queda es calcular el trabajo total.
Wtotal=WF-Wfr como la fuerza de rozamiento es opuesta al movimiento nos queda restando en la ecuación. Calculemos cada unos de los trabajos por separado. WF=F*d*cos(37)=319.4 N cabe recordar que F=100N d=4m. Ahora nos queda calcular Wfr=fr*d*cos(0) fr aun no la tenemos ya que fr=μ*N la normal es muy simple despejar y la μ también.
Para esto descomponemos las fuerzas que actúan sobre el objeto
en el eje x nos queda: F*cos(37)-fr=F*cos(37)-μ*N=m*a de acá se despeja μ lo cual nos queda (F*cos(37)-m*a)/N=μ.
en el eje y nos queda: F*sen(37)+N-mg=0 se despeja N y nos queda que N=mg-F*sen(37)
Sustituimos N en la ecuación de μ y luego calculamos Wfr y listo ya tenemos el resultado ;)
Cabe recalcar que puedo tener errores en las cuentas por las cuales te recomiendo hacerlas tu. También si no sabes hacer un diagrama de cuerpo libre te recomiendo ver videos de como se hacen hay muchos es YouTube además de ejemplos de ejercicios de trabajo con fuerza de rozamiento.
El diagrama de cuerpo libre lo usaras con mucha frecuencia así que te recomiendo practicar.