maleta se desplaza 5,00 m en la rampa, calcula el trabajo realizado sobre la valija por: a) La fuerza F. b) La fuerza gravitatoria. c) La fuerza ...

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a) La fuerza F.

El trabajo realizado por la fuerza F es positivo, ya que la fuerza y el desplazamiento están en la misma dirección. El trabajo se puede calcular mediante la fórmula:

W = F * d

donde:

• W es el trabajo (en joules)
• F es la fuerza (en newtons)
• d es el desplazamiento (en metros)

En este caso, la fuerza es de 100 N y el desplazamiento es de 5,00 m. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza F es de 500 J.

b) La fuerza gravitatoria.

El trabajo realizado por la fuerza gravitatoria es negativo, ya que la fuerza y el desplazamiento están en direcciones opuestas. El trabajo se puede calcular mediante la fórmula:

W = -mgd

donde:

• W es el trabajo (en joules)
• m es la masa (en kilogramos)
• g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s^2)
• d es el desplazamiento (en metros)

En este caso, la masa es de 10 kg y el desplazamiento es de 5,00 m. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria es de -490 J.

c) La fuerza normal.

El trabajo realizado por la fuerza normal es nulo, ya que la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares. El trabajo se puede calcular mediante la fórmula:

W = F * d * cos(θ)

donde:

• W es el trabajo (en joules)
• F es la fuerza (en newtons)
• d es el desplazamiento (en metros)
• θ es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento

En este caso, el ángulo entre la fuerza normal y el desplazamiento es de 90°. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza normal es 0 J.

d) La fuerza de fricción.

El trabajo realizado por la fuerza de fricción es negativo, ya que la fuerza y el desplazamiento están en direcciones opuestas. El trabajo se puede calcular mediante la fórmula:

W = -μmgd

donde:

• W es el trabajo (en joules)
• μ es el coeficiente de fricción (0,50 en este caso)
• m es la masa (en kilogramos)
• g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s^2)
• d es el desplazamiento (en metros)

En este caso, la masa es de 10 kg y el desplazamiento es de 5,00 m. Por lo tanto, el trabajo realizado por la fuerza de fricción es de -245 J.

e) Si la rapidez de la valija es cero en la base de la rampa, ¿qué rapidez tiene después de haber subido 5,00 m por la rampa?

La rapidez de la valija después de haber subido 5,00 m por la rampa es de 2,24 m/s.

El trabajo neto realizado sobre la valija es de 500 J - 490 J - 245 J = 55 J. Este trabajo neto se utiliza para aumentar la energía cinética de la valija. La energía cinética se puede calcular mediante la fórmula:

KE = 1/2mv^2

donde:

• KE es la energía cinética (en joules)
• m es la masa (en kilogramos)
• v es la rapidez (en metros/segundo)

Si la energía cinética inicial de la valija es 0 J, entonces la energía cinética final es de 55 J. La rapidez final se puede calcular mediante la fórmula:

v = sqrt(2KE/m)

donde:

• v es la rapidez (en metros/segundo)
• KE es la energía cinética (en joules)
• m es la masa (en kilogramos)

Por lo tanto, la rapidez final es de:

v = sqrt(2 * 55 J / 10 kg) = 2,24 m/s