Biofísica 1 Mecánica (20) 50. Trabajo y energía

 Un caballo arrastra una carreta de 1000 kg, por un camino horizontal, a lo largo de 50 m. La lleva desde el reposo hasta que su velocidad es de 6 m/s. La fuerza que hace el caballo, que es de 500 N, forma un ángulo de 15º con la dirección de avance de la carreta.

 

a)     ¿Cuánto varía la energía cinética de la carreta?

 

ΔEc = Ecf - Eci = 1/2 m vf^2 - 1/2 m vi^2

 

donde

ΔEc = variación de la energía cinética

Ecf = Energía cinética final

Eci = Energía cinética inicial

m = masa = 1.000 kg

vf ₌ velocidad final = 6 m/s

vi ₌ velocidad inicial = 0

 

reemplazado

 ΔEc = 1/2 * 1000 kg * (6m/s)^2 = 18.000 J 

 

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

 

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

 

ΔEc = 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