2. Una caja de 40.0 kg, inicialmente en reposo, se empuja 5.00 m a lo largo de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 130 N. El coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0.300. Encuentre: a) el trabajo invertido por la fuerza aplicada, b) el aumento en energía interna en... mostrar más   Una caja de 40.0 kg, inicialmente en reposo, se empuja 5.00 m a lo largo de un suelo horizontal rugoso, con una fuerza constante horizontal aplicada de 130 N. El coeficiente de fricción entre la caja y el suelo es 0.300. Encuentre: 

a) el trabajo invertido por la fuerza aplicada, b) el aumento en energía interna en el sistema caja– suelo como resultado de la fricción, c) el trabajo invertido por la fuerza normal, d) el trabajo invertido por la fuerza gravitacional, e) el cambio en energía cinética de la caja y f) la rapidez final de la caja. 

a) Si la fuerza F es constante y paralela al desplazamiento d. El trabajo T invertido por la fuerza es: T = F *d = 130 N *5.0 m = 650 J (joule) 

b) El trabajo total T se ha empleado en aumentar la energía interna Ei del sistema y la energía cinética Ec de la caja. 

La energía interna generada debida al fricción esta dada por: Ei = m *g *µ *d (µ es el coeficiente de fricción) Ei = 40 kg * 9.8 m/s² * 0.3 * 5m = 588 J (joule) 

c) La Fuerza Fn normal al desplazamiento, no realiza trabajo por ser perpendicular al mismo 

d) Dado que no hubo variación en altura de la caja (desplazamiento horizontal) El trabajo de la fuerza gravitatoria es nulo. 

e) Por lo expresado en b) 

T = Ei + Ec despejando Ec Ec = T -Ei = 650 J - 588 J = 62 J 

La variación de energía cinética ha sido de 62 J 

f) Dado que la energía cinética está dada por: Ec = (1/2) *m *v² (Donde v es la rapidez final) 

Despejando v y sacando la raíz v = √(2*Ec /m) = √/2 *62 J /40 kg) = 1.76 m/s. 

Una bala de 10.0 g se dispara en un bloque de madera fijo (m=5.00 kg). La bala se incrusta en elbloque. La rapidez de la combinación bala más madera inmediatamente después la colisión es0.600 m/s. ¿Cuál fue la rapidez original de la bala?RESUMENPara resolver este ejercicio se debe tener la concepción de Cantidad de Movimeinto Lineal ycolisiones, para lo cual se define como momento lineal o

cantidad de movimiento de un objeto demasa que se mueve con velocidad como el producto de su masa por su velocidad.Desglosando en términos de sus componentesPara este caso el choque es de tipo "perfectamente inelástico" (o "totalmente inelástico") cuandodisipa toda la energía cinética disponible, es decir, cuando el coeficiente de restitución vale cero.En tal caso, los cuerpos permanecen unidos tras el choque, moviéndose solidariamente (con lamisma velocidad).La energía cinética disponible

corresponde a la que poseen los cuerpos respecto al sistema dereferencia de su centro de masas. Antes de la colisión, la mayor parte de esta energía correspondeal objeto de menor masa. Tras la colisión, los objetos permanecen en reposo respecto al centro demasas del sistema de partículas. La disminución de energía se corresponde con un aumento enotra(s) forma(s) de energía, de tal forma que el primer principio de la termodinámica se cumple entodo caso. Una colisión inelástica es aquella en la que la energía cinética

total del sistema NO es lamisma Antes y después de la colisión aun cuando se conserve la cantidad de movimiento delsistema.Dando claridad al tema se puede decir que para las Colisiones perfectamente inelásticas:Considere dos partículas de masas que se mueven con velocidades iniciales ya lo largo de la misma línea recta

 

 Las dos partículas chocan de frente, quedan unidas

y luego se mueven con alguna velocidadcomún después de la colisión. Ya que la cantidad de movimiento de un sistema aislado seconserva en cualquier colisión, se puede decir que la cantidad de movimiento total antes de lacolisión es igual a la cantidad de movimiento total del sistema compuesto después de la colisión:Al resolver para la velocidad final se obtieneSe puede considerar también que en el momento que las dos partículas chocan de frente,

sequedan pegadas y luego se mueven con velocidad finalVF

 después de la colisión. Debido a que lacantidad de movimiento de un sistema aislado se conserva en cualquier colisión, podemos decirque la cantidad total de movimiento antes de la Colisión es igual a la cantidad total de movimientodel sistema combinado después de la colisión. El momento total del sistema antes del lanzamientoes cero.El momento total del sistema después del lanzamiento es cero

A través de una manguera contra incendios de 6.35 cm de diámetro circula agua a una relación de 0.012 0 m3/s. La manguera termina en una boquilla de 2.20 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la rapidez con la que el agua sale de la boquilla?

Respuesta: Hay que tener en cuenta que la relación de 0.0120 m 3/s es el mismo caudal Entonces para hallar la rapidez con la que sale el agua de la boquita tendríamos que pasar el diámetro de la boquilla a metros cuadrados, porque se divide el caudal sobre la sesión de la boquilla. Diámetro = 2.20 cm = 0.022 m s = pi*(1/2d)

2

Reemplazamos S= pi*(0.5*0.022)

2

= 3.8*0.000121 m

2

V= Caudal / s

s=π∗(1 /2d )2

s=¿pi¿(1/2d )2

0.25 * 0.000484

000

16. Una mujer de 50.0 kg se equilibra sobre un par de zapatillas con tacón de aguja. Si el tacón es circular y tiene un radio de 0.500 cm, ¿qué presión ejerce sobre el piso?

PRESION

La presión se define como fuerza por unidad de área. Para describir la influencia sobre elcomportamiento de un fluido, usualmente es más conveniente usar la presión que la fuerza. Launidad estándar de presión es el Pascal, el cual es un Newton por metro cuadrado. Para un objeto descansando sobre una superficie, la fuerza que presiona sobre la superficie es el peso del objeto, pero en distintas orientaciones, podría tener un área de contacto con la superficie diferente y de esta forma ejercer diferente presión.