Biofísica 1 Biomecánica 34 Energía

Biomecánica 34. Un caballo arrastra una carreta de  1.000 kg, por un camino horizontal, a lo largo de 50m. La lleva desde el reposo hasta una velocidad de 6 m/s. La fuerza que hace el caballo, que es de 500N, forma un ángulo de 15º con la dirección de avance de la carreta.

a. ¿Qué variación de energía cinética experimenta la carreta?

ΔEc = Ec_f - Ec_i = 1/2 m v_f² - 1/2 m v_i²

 donde

 ΔEc = variación de la energía cinética

Ec_f = Energía cinética final

Ec_i = Energía cinética inicial

m = masa = 1.000 kg

v_f  = 6 m/s

v_i  = 0

reemplazado

 ΔEc = 1/2 * 1000 kg * (6m/s)² = 18.000 J  < ------- variación energía cinética

b. ¿Cuánto vale el trabajo realizado por la fuerza que ejerce el caballo sobre la carreta?

W = F * d * cos α

donde

W = trabajo

F = fuerza = 500 N

d = distancia recorrida = 50 m

α  = ángulo comprendido entre la fuerza y el vector desplazamiento = 50º

reemplazando

 W = 500 N * 50 m * cos 15º = 24.148 J < ------- trabajo del caballo

c. ¿Cuánto vale el trabajo de la fuerza de rozamiento carreta-piso?

ΔE = W(fuerza externas) = W(caballo) + W(rozamiento)

Reemplazando y despejando W(rozamiento)

W(rozamiento ) = ΔE - W(caballo) = 18.000 J - 21.148 J = - 6.148 J < ----- trabajo de la fuerza de rozamiento