¿Cómo resuelvo este problema de cinética?
Voy en 1 de secu. Y quisiera saber sobre este problema:
Sobre una masa de 12kg se aplico una fuerza de 36n ¿cuál es la aceleración que experimento?
P.D: SI NO ES MUCHA MOLESTIA ME LO PODRÍA EXPLICAR CON DETALLES (por no decir que con manzanas)
Graxicas.
Sobre una masa de 12kg se aplico una fuerza de 36n ¿cuál es la aceleración que experimento?
P.D: SI NO ES MUCHA MOLESTIA ME LO PODRÍA EXPLICAR CON DETALLES (por no decir que con manzanas)
Graxicas.
1 respuesta
Respuesta de Gabriel Martín
1
La respuesta es 3 m/s2.
La explicación es muy sencilla; la primera ley de Newton:
F = m.a
(Fuerza = masa x aceleración)
Entonces:
a = F/m = 36N/12kg = 3m/s2
La primera ley de Newton es una de las leyes más importantes de la Física. En ella está implícita la definición de masa como la inercia (la "resistencia") de un cuerpo "a ser movido" cuando se le aplica una fuerza; cuanto mayor es la masa del cuerpo mayor es esta inercia o resistencia. Cuando digo "ser movido" quiero decir más exactamente cambiar su estado de movimiento, es decir, si el cuerpo estaba quieto, en reposo, moverse, y si ya se movía con velocidad constante, cambiar esta velocidad. Esto es lo que significa acelerarse. Lo ves con un ejemplo:
Imagínate que tienes tus 12 kilogramos (una bolsa con unas 120 manzanas más o menos) colgando en reposo de una cuerda de la rama de un árbol. En esa situación la bolsa está sometidas a dos fuerzas contrarias, la gravedad y la tensión de la cuerda; como son opuestas, la fuerza neta que se aplica a la bolsa es cero y por la primera ley de Newton.
F = 0 = m.a
Entonces como m no es cero (12kg) la aceleración que experimenta la bolsa debe ser nula y la bolsa se queda quieta como está, no acelera. Ahora, si cortamos la cuerda, eliminamos una de las dos fuerzas que se cancelaban mutuamente, la tensión de la cuerda, quedando la fuerza de la gravedad como fuerza neta aplicada que no vale 0 sino aproximadamente 120 Newtons (más exactamente 117,6 N) entonces, por la primera ley de newton:
a = F/m = 117,6N/12kg = 9,8m/s2
La bolsa de manzanas experimenta una aceleración de caída de 9,8 metros por segundo al cuadrado que es la llamada aceleración de la gravedad (constante en cualquier punto de la superficie de la Tierra y que se nombra con la letra g).
Si la bolsa, sujeta de la cuerda, está sobre un plano inclinado un ángulo de unos 18º, entonces, al cortar la cuerda, la bolsa se desliza sobre el plano por gravedad pero debido a una fuerza neta menor que la gravedad (porque el plano inclinado ejerce cierta componente vertical que compensa) y que es más o menos de unos 36N, por lo que más o menos tendremos las condiciones de tu problema.
Entonces, la aceleración que experimenta es, como hemos visto, y por la primera ley de Newton, de 3 m/s2. Esto quiere decir, que cada segundo que pasa, la velocidad con que se mueve la bolsa de manzanas deslizándose por el plano inclinado aumenta en 3 metros por segundo; es decir, justo al cortar la cuerda estaba quieta (velocidad 0 m/s), cuando pasa un segundo, habrá acelerado hasta los 3 metros por segundo, a los 2 segundos su velocidad será de 6 metros por segundo, a los 3s, será 9m/s, a los 4s será 12m/s, etc.
La explicación es muy sencilla; la primera ley de Newton:
F = m.a
(Fuerza = masa x aceleración)
Entonces:
a = F/m = 36N/12kg = 3m/s2
La primera ley de Newton es una de las leyes más importantes de la Física. En ella está implícita la definición de masa como la inercia (la "resistencia") de un cuerpo "a ser movido" cuando se le aplica una fuerza; cuanto mayor es la masa del cuerpo mayor es esta inercia o resistencia. Cuando digo "ser movido" quiero decir más exactamente cambiar su estado de movimiento, es decir, si el cuerpo estaba quieto, en reposo, moverse, y si ya se movía con velocidad constante, cambiar esta velocidad. Esto es lo que significa acelerarse. Lo ves con un ejemplo:
Imagínate que tienes tus 12 kilogramos (una bolsa con unas 120 manzanas más o menos) colgando en reposo de una cuerda de la rama de un árbol. En esa situación la bolsa está sometidas a dos fuerzas contrarias, la gravedad y la tensión de la cuerda; como son opuestas, la fuerza neta que se aplica a la bolsa es cero y por la primera ley de Newton.
F = 0 = m.a
Entonces como m no es cero (12kg) la aceleración que experimenta la bolsa debe ser nula y la bolsa se queda quieta como está, no acelera. Ahora, si cortamos la cuerda, eliminamos una de las dos fuerzas que se cancelaban mutuamente, la tensión de la cuerda, quedando la fuerza de la gravedad como fuerza neta aplicada que no vale 0 sino aproximadamente 120 Newtons (más exactamente 117,6 N) entonces, por la primera ley de newton:
a = F/m = 117,6N/12kg = 9,8m/s2
La bolsa de manzanas experimenta una aceleración de caída de 9,8 metros por segundo al cuadrado que es la llamada aceleración de la gravedad (constante en cualquier punto de la superficie de la Tierra y que se nombra con la letra g).
Si la bolsa, sujeta de la cuerda, está sobre un plano inclinado un ángulo de unos 18º, entonces, al cortar la cuerda, la bolsa se desliza sobre el plano por gravedad pero debido a una fuerza neta menor que la gravedad (porque el plano inclinado ejerce cierta componente vertical que compensa) y que es más o menos de unos 36N, por lo que más o menos tendremos las condiciones de tu problema.
Entonces, la aceleración que experimenta es, como hemos visto, y por la primera ley de Newton, de 3 m/s2. Esto quiere decir, que cada segundo que pasa, la velocidad con que se mueve la bolsa de manzanas deslizándose por el plano inclinado aumenta en 3 metros por segundo; es decir, justo al cortar la cuerda estaba quieta (velocidad 0 m/s), cuando pasa un segundo, habrá acelerado hasta los 3 metros por segundo, a los 2 segundos su velocidad será de 6 metros por segundo, a los 3s, será 9m/s, a los 4s será 12m/s, etc.
