Biofísica Final Ago 24 TD 7 Mecánica

En un edificio en construcción se hace descender un balde lleno de mezcla para ladrillos mediante una cuerda. Suponiendo que la masa total del balde es de 30 kg y desciende aumentando su velocidad a razón de 0,4 m por segundo cada segundo, indique cuales de las siguientes afirmaciones son correctas:

  

□ a, c y g

□ a, c y f

□ a, c y g

□ c, d y f

█ b, d y e

□ b, d y f

 

a)     El módulo de la fuerza resultante es de 312 N Falso

b)    El módulo de la tensión de la cuerda es de 288 N Verdadero

c)     El módulo de la tensión de la cuerda es de 12 N Falso

d)    El módulo de la fuerza resultante es de 12 N Verdadero

e)     El trabajo realizado por el peso en el primer metro de desplazamiento es de 300 J Verdadero

f)      El trabajo realizado por el peso en el primer metro de desplazamiento es de 300 J Verdadero

g)     La energía mecánica se conserva Falso

 

 

Fuerzas

Fr = T – P = m (-a)

 

Donde

Fr = fuerza resultante

T = Tensión

P = peso = m g

m = masa = 30 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

a = aceleración = ∆v / t

∆v = variación de la velocidad = 0,4 m/s

t = tiempo = 1 seg

 

Reemplazando

Fr = m a = 30 kg 0,4 m/s² = 12 N

T = m (-a) + m g = 30 kg (10 m/s² – 0,4 m/s²) = 288 N

 

Trabajo

W = P d cos (0°)

 

Donde

W = trabajo

d = distancia recorrida = 1 m

 

Reemplazando

W = m g d cos 0° = 30 kg 10 m/s² 1 m = 300 J

 

Energía

∆Em = Wfnc

 

Donde

∆Em = variación de la energía mecánica

Wfnc = trabajo de las fuerzas no conservativas = T d cos (180 °)

T = tensión (fuerza no conservativa) = 228 N

 

Reemplazando

∆Em = 228 N 1 m (-1) = - 228 J ≠ 0 à la energía mecánica NO se conserva