Fisica .

1. Un automóvil de 350 kg está a la espera del semáforo verde para continuar, ¿Qué fuerza se necesita generar en el motor par que el automóvil alcance una velocidad de 60 km/h en 10 s?

Res : Primero sacamos los datos del problema.

Datos :

m = 350 kg

Vo = 0

V = 60 km/h

t = 10 s

a = ?

F = ?

Ya teniendo los datos bien planteados podemos empezar.

Primero vamos a buscar la aceleración ( a ) que tiene el automóvil a causa del motor. Para saber esto vamos a utilizar Cinemática. Usaremos la formula " V = Vo + a . t ". Entonces, lo único que tenemos que hacer es despejar la incógnita "a", transformar unidades correctas al Sistema Internacional de Medidas ( SI ), reemplazar términos en la formula y desarrollar adecuadamente la operación matemática. Veamos :

" 60 km/h es igual a 16.7 m/s "

V = Vo + a . t

Vo + a . t = V

Vo + a = V / t

a = V - Vo / t

a = ( 16.7 m/s - 0 ) / 10 s

a = ( 16.7 m/s ) / 10 s

a = 1.67 m/s² ← Aceleración del Automóvil

Ahora aplicamos la Segunda Ley de Newton, la cual dice que a todo objeto que se le proporciona una fuerza desequilibrada le producirá una aceleración que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa. Su formula es " Σ F = m . a ". Entonces, aplicando esta formula daremos con la fuerza ( F ). Mira :

Σ F = m . a

F = m . a

F = ( 350 kg ) ( 1.67 m/s² )

F = 585 N ← Fuerza del Motor

2. Un bloque de 23 kg se desliza horizontalmente 12 m al aplicarle una Fuerza de 170 N a 50º. Calcula la aceleración de la caja si el coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0.43.

Res : Primero sacamos los datos.

Datos :

m = 23 kg

X = 12 m

F = 170 N

θ = 50º

µk = 0.43

N = ?

fr = ?

a = ?

Ya teniendo los datos bien planteados podemos empezar.

Primero hacemos Sumatoria de Fuerzas Vertical ( Y ) para obtener la Fuerza Normal ( N ) entre la superficie y el bloque. Antes de esto es importante que hayas hecho un Diagrama de Cuerpo Libre ( DCL ), para saber todas las fuerzas que actúan en el sistema. Yo no lo hago aquí pues por cuestiones de tiempo; pero si lo haces te darás cuenta que las Fuerzas que actúan en este eje son la Normal, la Componente de la Fuerza en "Y" y el Peso. La sumatoria de fuerzas sera cero, ya que no hay movimiento. Entonces, vamos hacer la operación :

Σ Fy = 0

N + Fy - w = 0

N + F ( Sen θ ) - ( m . g ) = 0

N + ( 170 N ) ( Sen 50º ) - ( 23 kg . 9.8 m/s² ) = 0

N + ( 170 N ) ( 0.77 ) - ( 225 N ) = 0

N + 131 N - 225 N = 0

N - 94 N = 0

N = 94 N ← Fuerza Normal

Ahora, vamos a obtener la Fuerza de Fricción ( fr ) que se opone al movimiento. Aquí vamos a utilizar su formula, que es " fr = µk . N ". Entonces, reemplazando y desarrollando nos quedaría :

fr = µk . N

fr = ( 0.43 ) ( 94 N )

fr = 40.2 N ← Fuerza de Fricción

Finalmente

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