1.3. Un balde de 15 kg es
levantado 4 m, aplicándole una fuerza vertical F cuyo
módulo constante es 18 kgf. Determinar:
a. El trabajo que realiza
la fuerza F.
b. El trabajo que realiza
la fuerza peso.
c. La velocidad que
alcanzará el balde, si inicialmente estaba en reposo.
El trabajo de fuerzas constantes y
desplazamientos rectilíneos se puede calcular como:
W = F * Δx * cos α
donde α es el ángulo entre la fuerza y el
desplazamiento
El trabajo de la fuerza F
W = 18 kgf * 10 N / kgf * 4 m * cos 0º =
W = 720 J
El trabajo del Peso
WP = 15 kg * 10 m/s² * 4 m * cos
180º =
WP = – 600 J
La variación de energía cinética es igual
al trabajo de la fuerza resultante (Res)
WRes = ΔEc
La fuerza resultante será
Res = F – P = 18 kgf * 10 N / kgf - 15
kg * 10 m/s² = 180 N – 150 N = 30 N
Aplicando la formula del
trabajo
WRes = 30 N * 4 m * cos 0º = 120 Nm
La variación de la energía
cinética
ΔEc = ½ m vF² — ½ m vo²
Como vo =
0 ( el cuerpo esta n reposo)
ΔEc = ½ m vF²
Entonces
½ m vF² = 120
N
despejando
vF² = 120 Nm *
2 * 15 kg
vF = 4 m/s
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