miércoles, 29 de noviembre de 2023

Biofísica 1 P May 23 TA1 - 5. Mecánica

Un cajón de 100 kg es sostenido únicamente mediante una soga vertical que es capaz de hacer, sin romperse, una fuerza máxima de 120 kgf. ¿En cuál de los siguientes movimientos la soga se rompería?

 

 Sube con velocidad constante de 15 m/s.

 

 


T – P = 0 (velocidad constante)

 

Donde

T = tensión

P = peso = m g

m = masa = 100 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s2

 

Reemplazando y despejando T

T = m g = 100 kg 10 m/s2 = 1000 N (1 kgf / 10 N) = 100 kgf < 120 kgf

 

 

 Baja con velocidad constante de 15 m/s.


 

 

P – T = 0 (velocidad constante)

 

Reemplazando y despejando T

T = m g = 100 kg 10 m/s2 = 1000 N (1 kgf / 10 N) = 100 kgf < 120 kgf

 

 

Sube aumentando su rapidez a razón de 3 m/s2.

 

 


T – P = m a

 

Donde

a = aceleración = 3 m/s2

 

Reemplazando y despejando T

T = m g + m a = 100 kg 10 m/s2 + 100 kg 3 m/s2 = 1300 N (1 kgf / 10 N) = 130 kgf > 120 kgf

 

 

 Baja aumentando su rapidez a razón de 4 m/s2.

 


P – T = m a

 

Donde

a = aceleración = 4 m/s2

 

Reemplazando y despejando T

T = m g - m a = 100 kg 10 m/s2 - 100 kg 4 m/s2 = 600 N (1 kgf / 10 N) = 60 kgf < 120 kgf

 

 

Sube disminuyendo su rapidez a razón de 4 m/s2.

 


 

P – T = m a

 

Donde

a = aceleración = 4 m/s2

 

Reemplazando y despejando T

T = m g - m a = 100 kg 10 m/s2 - 100 kg 4 m/s2 = 600 N (1 kgf / 10 N) = 60 kgf < 120 kgf

 

 

 Baja disminuyendo su rapidez a razón de 1 m/s2.

 

 


 

T – P = m a

 

Donde

a = aceleración = 1 m/s2

 

Reemplazando y despejando T

T = m g + m a = 100 kg 10 m/s2 + 100 kg 1 m/s2  = 1100 N (1 kgf / 10 N) = 110 kgf < 120 kgf

 

 

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