Un cuerpo de 8.5 kg se desliza sobre una superficie horizontal con un coeficiente de fricción cinético de 0.7. Si la fuerza de fricción es la única fuerza que actúa sobre el cuerpo.
¿Cuál será su aceleración?
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Un cuerpo de 8.5 kg se desliza sobre una superficie horizontal con un coeficiente de fricción cinético de 0.7. Si la fuerza de fricción es la única fuerza que actúa sobre el cuerpo.
¿Cuál será su aceleración?
Solución:
La única fuerza que actúa sobre el cuerpo es la fuerza de fricción (\(F_R\)).
Aplicación de la segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton establece que la fuerza neta aplicada a un objeto es igual al producto de su masa y su aceleración. En este caso, la fuerza neta es la fuerza de fricción. La ecuación es:
\[ F_R = m \cdot a \]
La fuerza de fricción (\(F_R\)) se expresa como el producto del coeficiente de fricción cinético (\(\mu_k\)) y la normal (\(N\)), donde \(N\) es la fuerza normal que actúa sobre el cuerpo (igual al peso del cuerpo en este caso):
\[ F_R = \mu_k \cdot N \]
Usando la relación \(N = m \cdot g\), donde \(g\) es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente \(9.8 \ \text{m/s}^2\)), sustituimos en la ecuación de la fuerza de fricción:
\[ F_R = \mu_k \cdot m \cdot g \]
Sustituimos la expresión de \(F_R\) en la ecuación de la segunda ley de Newton:
\[ a = \frac{\mu_k \cdot m \cdot g}{m} \]
\[ a = \mu_k \cdot g \]
Sustituimos los valores conocidos (\(\mu_k = 0.7\), \(g = 9.8 \ \text{m/s}^2\)):
\[ a = 0.7 \cdot 9.8 \ \text{m/s}^2 = \{6.86 \ \text{m/s}^2} \]
La aceleración del cuerpo es \(6.86 \ \text{m/s}^2\).