fisica

1.1- Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el joven es de 400 J. El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es:
        a) 60°         b) 30         c) 45°
        d) 53°         e) ninguna de las anteriores

Este ejercicio es recontrafácil: una aplicación inmediata de la definición de trabajo de fuerzasconstantes. La palabra clave de este ejercicio es esta: constante. Andá al enunciado y buscala... se trata de una fuerza constante. El hecho de que diga que es horizontal no agrega ni quita nada... porque no nos dice cómo se desplaza el cuerpo... y lo que cuenta es el ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento; nada más. De modo que:
WF = F . Δx . cos α
Esa expresión sólo es válida parafuerzas constantes... por suerte éste es el caso.
cos α = WF / F . Δx
cos α = 400 J / 200 N . 4 m
cos α = 0,5
1.4- Claudia pesa 60 kgf, y viaja en un ascensor desde el piso 4° hasta planta baja. Hallar el trabajo que realiza la fuerza que hace el piso del ascensor («normal») sobre ella, en los siguientes tramos de 4 m de longitud cada uno:
         a- Arranque con aceleración constante, de 0,5m/s²
         b- Descenso con velocidad constante de 2 m/s
         c- Frenado con aceleración constante, de 0,5 m/s².

Bastante rellenita, Claudia... 60 kgf son 600 N, pero la imagino alta y de formas generosas, y morocha, con ojos... perdón, me olvidé dónde estábamos. Ejemmm...
El eterno problema del ascensor (iba a decir de los hombres) que ahora aparece en una versión de definición detrabajo. Bueno, el viaje lo devidimos en tres tramos de dinámica diferente, que llamaremos a), b) y c) y que representan un viaje común y silvestre en ascensor bajando del 4to piso hasta la planta baja.
Los tres casos. En los tres casos hay sólo dos fuerzas actuando sobre Claudia: su peso, P, o sea la fuerza con que la Tierra la tiene atrapada, y la normal, N, la fuerza con que la sostiene el pisodel ascensor, que se llama normal porque forma 90 grados con el piso. Si esa fuerza no estuviera, Claudia caería por el hueco del ascensor, y sería una pena... tan joven, tan bonita...
Los tres casos, entonces, son muy parecidos dinámicamente. Para los tres, la ecuación de Newton dirá:
ΣF = m a
Alcanza con una sola ecuación pues ambas fuerzas son verticales. Y si elijo un SRpositivo hacia arribala ecuación queda así:
N — P = m a
En cada uno de los tres casos varía la aceleración (y eso modifica el segundo miembro) Luego, del primer miembro sólo puede modificarse la normal ya que el peso de Claudia no puede variar mucho en el transcurso de su viaje del 4to a la planta baja. Una vez que sabemos cuánto vale, podemos calcular su trabajo en 4 m de descenso.

Caso a) Si arranca y se muevecada vez más rápido la aceleración debe apuntar hacia abajo. (En nuestroSR serás negativa, a = — 0,5 m/s²)
N = — m a + P
N = 570 N
Wa) = 570 N . 4 m (—1)


Wa) = — 2.280 J
 


Caso b) cuando baja a velocidad constante, si lo hace a 2 m/s o a 200 m/s es lo mismo a los fines de lo que estamos calculando. El dato ese es simplemente una trampa caza-bobos. La aceleración vale cero.
N = P
N= 600 N
Wb) = 600 N . 4 m (—1)


Wb) = — 2.400 J
 


Caso c) Cuando baja frenando la aceleración apunta hacia arriba y en nuestro SR es positiva.
N = m a + P
N = 630 N
Wc) = 630 N . 4 m (—1)


Wc) = — 2.520 J
 


 
 
Fijate que la definición de trabajo (que acá pudimos aplicar porque en cada tramo la fuerza es constante y el desplazamiento rectilíneo) es independiente del SR.El signo del trabajo depende exclusivamente del coseno del ángulo que forman la fuerza y el desplazamiento. De nada más que eso. En este caso el desplazamiento siempre es hacia abajo y la fuerza que hace el piso siempre apunta hacia arriba. De modo que siempre forman un ángulo de 180 grados y el coseno de 180º es (—1).
 
 
 
 
 
DISCUSION: No sé si alguna vez lo viste, pero me parece una...