Trabajo que hace un caballo para arrastrar una piedra con velocidad constante y rozamiento (6536)

, por F_y_Q

Un caballo arrastra una piedra de 250 kg con velocidad de 0.3 m/s sobre un plano horizontal. Si la fuerza de rozamiento vale 300 N, calcula:

a) La fuerza que debe ejercer el caballo.

b) El trabajo que realiza el caballo sobre la piedra al desplazarla 100 m.

c) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.

d) ¿Dónde va a parar la energía suministrada por el caballo?


SOLUCIÓN:

Puedes plantear el problema desde un punto de vista energético. Lo primero que debes calcular es el trabajo del caballo.

b) El trabajo que el caballo debe hacer sobre la piedra es la suma de la energía cinética de la piedra y el trabajo de rozamiento:

W_T = E_C + W_R = \frac{m}{2}\cdot v^2 + F_R\cdot d = \frac{250}{2}\ kg\cdot 0.3^2\ \frac{m^2}{s^2} + 300\ N\cdot 100\ m = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{(11.25 + 3\cdot 10^4)\ J}}}


Observa que la energía cinética del sistema es muy pequeña comparada con el trabajo de rozamiento.

a) La fuerza que debe hacer el caballo es:

W_T = F_T\cdot d\ \to\ F_T = \frac{W_T}{d} = \frac{(11.25 + 3\cdot 10^4)\ J}{100\ m} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 300.1125\ N}}


c) El trabajo de la fuerza de rozamiento ya lo has calculado antes y es: \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{3\cdot 10^4\ J}}} .

d) Justo a las dos componentes que consideraste para hacer el apartado b), a vencer la fuerza de rozamiento y dotar de energía cinética al sistema.