Problema n° 2 de dinámica, aceleración, espacio y velocidad de un cuerpo en movimiento - TP07
Enunciado del ejercicio n° 2
Un cuerpo de 15 kg de masa reposa sobre un plano horizontal sin rozamiento y se le aplica una fuerza horizontal de 30 N.
a) ¿Qué aceleración se produce?
b) ¿Qué espacio recorrerá el cuerpo en 10 s?
c) ¿Cuál será su velocidad al cabo de 10 s?
Desarrollo
Datos:
m = 15 kg
F = 30 N
t = 10 s
vᵢ = 0
Fórmulas:
F = m·a (1)
Δx = vᵢ·t + ½·a·t² (2)
vf - vᵢ = a·t (3)
Esquema:
Solución
a)
La aceleración será la de la fuerza aplicada, despejamos a de la ecuación (1):
F = m·a
| a = | F |
| m |
Reemplazamos y calculamos:
| a = | 30 N |
| 15 kg |
a = 2 m/s²
Resultado a), la aceleración del cuerpo es:
a = 2 m/s²
b)
Para calcular el espacio que recorrerá en 10 s aplicamos la ecuación (2):
Δx = vᵢ·t + ½·a·t²
Como parte del reposo vᵢ = 0:
Δx = ½·a·t²
Reemplazamos y calculamos:
Δx = ½·2 m/s²·(10 s)²
Δx = 1 m/s²·100 s²
Δx = 100 m
Resultado b), la distancia recorrida es:
Δx = 100 m
c)
Para calcular la velocidad a los 10 s aplicamos la ecuación (3):
vf - vᵢ = a·t
Parte del reposo ⇒ vᵢ = 0:
vf = a·t
Reemplazamos y calculamos:
vf = 2 m/s²·10 s
vf = 20 m/s
Resultado, la velocidad del cuerpo es:
vf = 20 m/s
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la aceleración, el espacio y la velocidad de un cuerpo en movimiento.