Biofísica 1er Parcial May19 TA – D1 Mecánica

D1. Un bloque apoyado sobre un piso horizontal se mueve mediante una cuerda que tira de él, ejerciéndole una tensión horizontal y constante de 6,5 N. El gráfico de la figura muestra la velocidad que adquiere el bloque en función del tiempo. Si la masa del bloque es de 2 kg, calcular:

a) La intensidad de la fuerza de rozamiento entre el bloque y el piso.

a = Δv / Δt (definición de la aceleración)

donde

a = aceleración

Δv = variación de la velocidad = velocidad final – velocidad inicial = 12 m/s – 0 m/s = 12 m/s

Δt = tiempo = 5 s

Reemplazando

a = Δv / Δt = 12 m/s / 5 s = 2,4 m/s²

F – Froz = m a ( Newton)

donde

F = tensión horizontal = 6,5 N

Froz = fuerza de rozamiento

m = masa = 2 kg

Reemplazando y despejando Froz

Froz = F -  m * a = 6,5 N – 2 kg * 2,4 m/s² = 1,7 N  < ------------

b) El trabajo de la fuerza resultante entre el instante inicial y t = 3 s.

LR = Δ Ec

donde

LR = Trabajo de la Fuerza resultante

ΔEc = variación energía cinética = Ecf - Eci

ECf = energía cinética (t = 3s) = 1/2 m vf²

ECi = energía cinética (t = 0) = 1/2 m vi²

m = masa = 2 kg

vf = velocidad final

vi = velocidad inicial = 0

Reemplazando en la ecuación horaria de la velocidad

vf (t=3s) = vi + a * t  = 0 m/s + 2,4 m/s² * 3 s = 7,2 m/s

Reemplazando en la variación de la energía cinética

ΔEc = ½ m vf² – ½ m vi² = ½ 2 kg (7,2 m/s)² = 51,84 J

LR = Trabajo de la Fuerza resultante = 51,84 J  <  ------------