Biofísica 1 P May 22 TU5 - 1. Mecánica

Un carrito de 20 kg se desplaza por un camino horizontal, en sentido izquierda-derecha (A - B), tirado por una soga que forma un ángulo de 37° con la horizontal. La tensión de la soga es de 50 N. La distancia entre A-B es de 3 metros y la Fuerza de Rozamiento es de 10 N. Sabiendo que el carrito parte del reposo desde el punto A:

 

 

    a) a) Qué energía cinética tiene el carrito al llegar al punto B?

 

  

a) 

ΔEcAB = WAB (fuerza externa)

 

Donde

ΔEcAB  = variación de energía cinética = EcB - EcA

EcB = energía cinética en B

EcA = energía cinética en A = 1/ 2 m vA^2 = 0  (parte del reposo)

 

WAB = trabajo fuerza externa AB = F dAB

F = fuerza Neta

dAB = distancia recorrida = 3 m

Fuerza Neta = Tx - Froz

 

Donde

Tx = componente x de la tensión = T cos 37º

T = tensión de la soga = 50 N

Froz = fuerza de rozamiento = 10 N

 

Reemplazando

WAB = (50 N cos 37º - 10 N) * 3 m = 30 N  3 m = 90 J

 

Reemplazando en la variación de la energía cinética y despejando EcB

EcB = EcA + WAB = 0 + 90 J = 90 J

 

b) Cuál es la distancia entre el punto A y el punto en el que la velocidad del carrito vale 6 m/s?​

 

EcC = 1/ 2 m vc^2

Donde

EcC = energía cinética en C

m = masa = 20 kg

vC = velocidad en C = 6 m/s

 

Reemplazando

EcC = 1/ 2 * 20 kg  ( 6 m/s)^2 = 360 J

 

ΔEcAC = WAC

 

Donde

ΔEAC = variación de la energía interna de A a C = EcC - EcA

WAC = trabajo fuerza externa AB = F dAC

 

Reemplazando

EcC = F dAC

 

Despejando dAC

dAC = EcC / F = 360 J / 30 N = 12 m