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Trabajo y potencia necesarios para mover una caja por una superficie con rozamiento (6218)

Martes 28 de enero de 2020, por F_y_Q

Calcula el trabajo y la potencia necesarios para que la caja de la imagen, de 3 kg, recorra 6 m en 3 s con velocidad constante, sabiendo que el coeficiente de rozamiento es de 0.6.

Dado que la fuerza que se aplica está formando un ángulo de con la horizontal debes calcular las componentes de la fuerza:

$\left F_x = F\cdot cos\ 20 = 40\ N\cdot cos\ 20 = {\color[RGB]{0,112,192}{\bf 37.6\ N}} \atop F_y = F\cdot sen\ 20 = 40\ N\cdot sen\ 20 = {\color[RGB]{0,112,192}{\bf 13.7\ N}} \right \}$

Como consecuencia del rozamiento habrá una fuerza de rozamiento. Debes pintar todas las fuerzas del sistema:

La fuerza normal la obtienes si aplicas la segunda ley de la dinámica al eje vertical:

$F_y + N = p\ \to\ N = p - F_y = 3\ kg\cdot 9.8\ \frac{m}{s^2} - 13.7\ N = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 15.7\ N}$

La fuerza de rozamiento será:

$F_R = \mu\cdot N = 0.6\cdot 15.7\ N = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 9.42\ N}$

Ahora calculas la resultante de las fuerzas horizontales:

$F_T = F_x - F_R = (37.6 - 9.42)\ N = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 28.2\ N}$

El trabajo que hay que aplicar es: