Anónimo
Anónimo preguntado en Ciencias y matemáticasFísica · hace 7 años

¿porfa ayuda con una pregunta de fisica?

una persona empuja una caja de 50 kg de masa por una plataforma de 20 metros de largo y una inclinacion de 15 grados .Si la caja se mueve con un movimiento uniforme calcular:

el trabajo realizado

y nla potencia que ha desarrollado la persona , si ha tardado 4 min en subir la caja

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  • hace 7 años
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    -

    Lina..

    Vamos a desarrollar este problema de Mecánica.

    " Trabajo - Potencia "

    Primero sacamos los datos del problema.

    Datos :

    m = 50 kg

    d = 20 m

    θ = 15°

    g = 9.8 m/s²

    F = ?

    W = ?

    P = ?

    Ya teniendo los datos bien planteados podemos empezar.

    A. En este punto vamos a obtener la Fuerza ( F ) que se aplica a la caja al subir el plano inclinado. A simple vista, debemos saber que la Fuerza que realiza el trabajo aquí es la Componente del Peso en "X" ( wx ). Pero esto vamos a demostrarlo con unas breves palabras. Como la caja sube a Velocidad Constante, la sumatoria de Fuerzas tanto en "X" como en "Y" es igual a cero. Esta es la Primera Ley de Newton ( Σ F = 0 ). Entonces, en el eje Vertical ( Y ) no hacemos nada, ya que no hay fricción y por esto es innecesario saber la Fuerza Normal ( N ). Por lo tanto solo tomaremos en cuenta el eje Horizontal. En este eje, las Fuerzas que actúan son la Fuerza Externa aplicada ( F ) y la Componente del Peso en "X" ( wx ). Despejando "F", nos queda que esta es igual a la Componente del Peso en "X", osea ( F = wx ). Por lo tanto calculando la Componente del Peso en "X", daremos con la Fuerza del Sistema. Por trigonometria, para "X" usaremos la función Seno ( Sen ). Veamos :

    wx = w . Sen θ

    wx = m . g . Sen θ

    wx = ( 50 kg ) ( 9.8 m/s² ) ( Sen 15° )

    wx = ( 490 N ) ( 0.26 )

    wx = 127 N ← Componente del Peso en "X" - Fuerza del Sistema

    ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬

    B. En este punto vamos a calcular el Trabajo ( W ) que realiza la persona al empujar la caja por el plano. El trabajo en física se conoce como aquella cantidad escalar igual al producto de las magnitudes del desplazamiento y de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento. Por definición su formula es " W = F . d . Cos θ ". Como la Fuerza ( F ) aplicada es paralela al plano, el angulo que forma con el otro vector desplazamiento ( d ) el cual tiene la misma dirección y sentido que el vector Fuerza ( F ) el angulo sera de ( 0° ). Entonces reemplazando términos y desarrollando nos quedaría :

    W = F . d . Cos θ

    W = ( 127 N ) ( 20 m ) ( Cos 0° )

    W = ( 2540 J ) ( 1 )

    W = 2540 J ← Trabajo que efectúa la Persona

    ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬

    C. En este punto vamos a encontrar la Potencia ( P ) que desarrolla la persona al mover la caja por el plano. La Potencia se define como la cantidad de Trabajo ( W ) realizado entre el tiempo ( t ). Por definición su formula es " P = W / t ". Entonces, transformando unidades correctas al Sistema Internacional de Medidas ( SI ), reemplazando y desarrollando nos quedaría :

    " 4 min es igual a 240 s "

    P = W / t

    P = 2540 J / 240 s

    P = 10.6 W ← Potencia desarrollada por la Persona

    ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬

    Bueno eso es todo. Espero haberte ayudado. Sigue practicando, veras que la física es fácil si te lo propones.

    ¡ Saludos !

    -

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