Biofísica 1er Parcial May19 TB – 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 10,8 N. El gráfico de la figura muestra la velocidad que adquiere el bloque en función del tiempo. Si la masa del bloque es de 3 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 = 10,8 N

Froz = fuerza de rozamiento

m = masa = 3 kg

Reemplazando y despejando Froz

Froz = F -  m * a = 10,8 N – 3 kg * 2,4 m/s² = 3,6 N  < ------------

b) El trabajo de la fuerza resultante entre el instante inicial y t = 4 s.

R = Δ Ec

donde

LR = Trabajo de la Fuerza resultante

ΔEc = variación energía cinética = Ecf - Eci

Ecf = energía cinética final (t = 4s) = 1/2 m vf²

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

m = masa = 3 kg

vf = velocidad final (t= 4s)

vi = velocidad inicial = 0

Reemplazando en la ecuación horaria de la velocidad

vf = vi + a * t  = 0 m/s + 2,4 m/s² * 4 s = 9,6 m/s

Reemplazando en la variación de la energía cinética

ΔEc  = ½ m vf² – ½ m vi² = ½ 3 kg (9,6 m/s)² = 138,24 J

LR = Trabajo de la Fuerza resultante = 138,24J  <  ------------