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Hola!

Necesito ayuda con los siguientes problemas. En todos los casos utilizo 9,8m/s² para el valor de la fuerza de gravedad.

11. Una persona que hace lagartijas (tocar el piso con la barbilla al hacer flexiones con los brazos) levanta 700 N de peso sólo con los brazos. Durante el primer levantamiento de 25 cm, cada brazo ejerce una fuerza hacia arriba de 355 N sobre el torso. Si el movimiento hacia arriba se inicia desde el reposo, ¿Cuál es la velocidad de la persona en este punto?

Planteo: si levanta 700 N deduzco que pesa 700N/9,8m/s²= 71,43 Kg.

Sé que el trabajo de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al ∆Energía cinética.
En este caso deduzco que la única fuerza que realiza trabajo es el peso y como es una fuerza conservativa, no varía la energía cinética final de la inicial.
Me mareo un poco con el tema de la fuerza que ejerce cada brazo. Hasta acá llego

12. Una caja de 10 Kg de masa es jalada hacia arriba por una pendiente rugosa con una rapidez inicial de 1,5 m/s. La fuerza del tirón es de 100 N paralela a la pendiente, que forma un ángulo de 20º con la horizontal. El coeficiente de fricción cinética es 0.400 y la caja se jala 5 m.
a) ¿Cuánto trabajo es realizado por la gravedad?
b) ¿Cuánta energía mecánica se pierde debido a la fricción?
c) ¿Cuánto trabajo es realizado por la fuerza de 100 N?
d) ¿Cuál es el cambio en la energía cinética de la caja?
e) ¿Cuál es la rapidez de la caja después de ser jalada 5m?

15. Una bala de 2 g sale del cañón de un arma a una rapidez de 300 m/s. a) Encuentre su energía cinética. b) Encuentre la fuerza media ejercida por los gases en expansión sobre la bala cuando ésta recorre el cañón de 50 cm de largo.

12. Una caja de 10 Kg de masa es jalada hacia arriba por una pendiente rugosa con una rapidez inicial de 1,5 m/s. La fuerza del tirón es de 100 N paralela a la pendiente, que forma un ángulo de 20º con la horizontal. El coeficiente de fricción cinética es 0.400 y la caja se jala 5 m.
a) ¿Cuánto trabajo es realizado por la gravedad?
b) ¿Cuánta energía mecánica se pierde debido a la fricción?
c) ¿Cuánto trabajo es realizado por la fuerza de 100 N?
d) ¿Cuál es el cambio en la energía cinética de la caja?
e) ¿Cuál es la rapidez de la caja después de ser jalada 5m?




La componente 'y' del peso no realiza trabajo por se perpendicular al desplazamiento.

La componente x:

Wpx = F·d = Px·d·cos 180 = -Px·d = -P·d·sen α J  = -∆Ep



Fr = μ·N = μ·Py = μ·P·cos α   N

Wroz = -Fr·d = -μ·P·d·cos α   J



W = 100·d J



∆Ec = Wtotal = 100·d -P·d·sen α - μ·P·d·cos α = d·(100 - P·sen α - μ·P·cos α)

-P·d·sen α  este término (cambiado de signo) es el cambio de energía potencial (-trabajo del peso)



W = 5·(100 - P·sen α - μ·P·cos α) = ½·m·(V² - Vo²)   Despejar V.

Ec = ½·m·V² = ½·2·10^-3·300² = 90 J

W = ∆Ec = F·d            F = W/d = 90/0,5 = 180 N

Una fuerza conservativa produce cambio de energía cinética. Deja caer un cuerpo y lo verás.

El lio lo tenéis con la energía potencial, que creéis que es una energía cuando en realidad es un trabajo (de una fuerza conservativa).

Para aclararlo:

Se deja caer un cuerpo desde 10 m de altura. Calcular la energía cinética al llegar al suelo:

Sin utilizar la energía potencial:

W = ∆Ec       (El único trabajo es el del peso, trabajo positivo, aumento de energía cinética)

W = P·d = Ecf - Eci = Ecf

Ecf = P·d = P·h = m·g·h

Ahora utilizando la energía potencial:

W = ∆Ec            (calculamos por separado el trabajo de las fuerzas no conservativas y conservativa)

Wnc + Wc = ∆Ec           (Wnc = 0   pues no hay rozamiento)

Wc = ∆Ec           El trabajo de la conservativa se puede calcular con una función llamada energía potencial que sólo depende de la posición inicial y final y no del camino que haya seguido)

Wc = -∆Ep = Epi - Epf = ∆Ec = Ecf

Epf = 0   (suelo)
Epi = m·g·h

Ecf = Epi - Epf = Epi - 0 = Epi = m·g·h

El cambio de energía potencial entre dos puntos es el TRABAJO que realiza las fuerzas del campo conservativo cambiado de signo. Si el campo hace trabajo positivo (cuerpo que cae) la energía potencial disminuye. Si lo hace negativo la energía potencial aumenta (cuando se eleva un cuerpo a una cierta altura)