Física 1 (Ing.) Práctica 1.24 - Cinemática y Dinámica

Una persona cuya masa es de 60 kg se encuentra en un ascensor. Determinar la fuerza que ejerce el piso sobre la persona cuando el ascensor:

  

I.                Realizar desde un SRI

 

SRI = Un observador fijo fuera del ascensor

 

(a)   sube con movimiento uniforme,

Movimiento uniforme à v = constante

 

Ecuación de Newton

N – P = 0

 

Donde

N = reacción del piso

P = peso del hombre = m g

m = masa del hombre = 60 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

 

Reemplazando y despejando N

N = m g = 60 kg 10 m/s² = 600 N

 

 

(b)  baja con movimiento uniforme,

 

Movimiento uniforme à v = constante

 

Ecuación de Newton

N – P = 0

 

Reemplazando y despejando N

N = m g = 60 kg 10 m/s² = 600 N

 

 

(c)   sube y acelera hacia arriba a 3 m/s²,

 

Ecuación de Newton

N – P = m a

 

Con

a = aceleración del ascensor = 3 m/s²

 

Reemplazando

N = m a + m g = 60 kg (3 m/s² + 10 m/s² ) = 780 N

 

 

(d)  baja y acelera hacia abajo a 3 m/s² y

 

 

Ecuación de Newton

N – P = m a

 

Con

a = aceleración del ascensor = - 3 m/s²

 

Reemplazando

N = m a + m g = 60 kg (- 3 m/s² + 10 m/s² ) = 420 N

 

 

(e)   cuando se rompen los cables del ascensor y cae libremente.

 

 

Ecuación de Newton

N – P = m ( - g)

 

Reemplazando

N = m (- g) + m g = 0 N

 

 

 

II.             Realizar desde un SRNI

 

Un observador dentro del ascensor à La persona está en reposo relativo

 

Fuerza de inercia

Esta fuerza siempre tiene sentido opuesto a la aceleración real del ascensor

 

Fi = m (- a)

 

  

(a)   sube con movimiento uniforme,

 

Movimiento uniforme à v = constante

 

Ecuación de Newton

N – P = 0

Donde 

N = reacción del piso

P = peso del hombre = m g

m = masa del hombre = 60 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

 

Reemplazando y despejando N

N = m g = 60 kg 10 m/s² = 600 N

 

 

(a)   baja con movimiento uniforme,

 

Movimiento uniforme à v = constante

 

Ecuación de Newton

N – P = 0

 

Reemplazando y despejando N

N = m g = 60 kg 10 m/s² = 600 N

 

 

(b)  sube y acelera hacia arriba a 3 m/s²,

 

Ecuación de Newton

N – P - Fi = 0

 

Donde

Fi = fuerza de inercia = m a

a = aceleración del ascensor = 3 m/s²

 

Reemplazando

N = m a + m g = 60 kg (3 m/s² + 10 m/s² ) = 780 N

 

 

(c)   baja y acelera hacia abajo a 3 m/s² y

 

Ecuación de Newton

N – P + Fi = 0

 

Donde

Fi = fuerza de inercia = m a

a = aceleración del ascensor = 3 m/s²

 

Reemplazando

N = - m a + m g = 60 kg (- 3 m/s² + 10 m/s² ) = 420 N

 

 

(d)  cuando se rompen los cables del ascensor y cae libremente.

 

Ecuación de Newton

N – P + Fi = 0

Donde

Fi = fuerza de inercia = m g

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

 

Reemplazando

N = - m g + m g = 0 N