Velocidad y aceleración de un patinador y un objeto que es lanzado por él (7183)

, por F_y_Q

Un patinador de 70 kg se encuentra sobre una pista de hielo sin rozamiento y sostiene un objeto de 2 kg. Si el patinador lanza el objeto con una fuerza de 40 N y esta fuerza actúa durante 0.1 s, calcula:

a) La fuerza que ejerce el objeto sobre el patinador.

b) La aceleración que actúa sobre el objeto.

c) La aceleración que actúa sobre el patinador.

d) La velocidad con que sale lanzado el objeto.

e) La velocidad con que retrocede el patinador.


SOLUCIÓN:

a) Si aplicas la tercera ley de la dinámica o principio de acción y reacción puedes deducir que la fuerza del objeto sobre el patinador es de igual módulo y dirección pero sentido contrario, es decir, la fuerza del objeto será:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{F_{\text{obj}} = -40\ N}}}


b) La aceleración sobre el objeto, a partir de la segunda ley de la dinámica, es:

a_{\text{obj}} = \frac{F_{\text{obj}}}{m_{\text{obj}}} = \frac{40\ N}{2\ kg} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{20\ \frac{m}{s^2}}}}


c) La aceleración del patinador la calculas de manera análoga:

a_{\text{pat}} = \frac{F_{\text{pat}}}{m_{\text{pat}}} = \frac{- 40\ N}{70\ kg} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{- 0.57\ \frac{m}{s^2}}}}


d) La velocidad del objeto, que parte del reposo, será:

v_{\text{obj}} = a_{\tex{obj}}\cdot t = 20\ \frac{m}{s\cancel{^2}}\cdot 0.1\ \cancel{s} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{2\ \frac{m}{s}}}}


e) La velocidad de retroceso del patinador es:

v_{\text{pat}} = a_{\tex{pat}}\cdot t = -0.57\ \frac{m}{s\cancel{^2}}\cdot 0.1\ \cancel{s} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{-5.7\cdot 10^{-2}\ \frac{m}{s}}}}