Impulso mecánico: fuerza necesaria para una variación de velocidad dada (7491)

, por F_y_Q

Calcula la fuerza que tiene un objeto de masa 48 kg, si en medio día pasa de 120.5\ \textstyle{hm\over s} a 72.8\ \textstyle{m\over h}.


SOLUCIÓN:

Para poder hacer el problema es necesario que las unidades sean homogéneas y lo mejor es trabajar con unidades SI:

t = 0.5\ \cancel{dia}\cdot \frac{24\ \cancel{h}}{1\ \cancel{dia}}\cdot \frac{3\ 600\ s}{1\ \cancel{h}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{4.32\cdot 10^4\ s}}

v_0 = 120.5\ \frac{\cancel{hm}}{s}\cdot \frac{10^2\ m}{1\ \cancel{hm}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.21\cdot 10^4\ \frac{m}{s}}}

v_f = 72.8\ \frac{m}{\cancel{h}}\cdot \frac{1\ \cancel{h}}{3\ 600\ s} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{2.02\cdot 10^{-2}\ \frac{m}{s}}}

El impulso mecánico es igual a la variación de la cantidad de movimiento del objeto. Despejas el valor de la fuerza:

F\cdot t = \Delta p\ \to\ F\cdot t = m(v_f - v_0)\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{F = \frac{m(v_f - v_0)}{t}}}

Sustituyes y calculas:

F = \frac{48\ kg\cdot (2.02\cdot 10^{-2} - 1.21\cdot 10^4)\ \frac{m}{s}}{4.32\cdot 10^4\ s} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf -13.4\ N}}


El signo negativo de la fuerza quiere decir que se opone al movimiento del objeto.


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