Un bloque de 10 kg se encuentra sobre un plano rugoso inclinado 37º respecto a la horizontal, sobre él actúa una fuerza constante, horizontal, de módulo 50 N. Si el bloque desciende sobre el plano 5 m, lentamente, determine la cantidad de trabajo que realiza la fuerza de rozamiento (considere g = 10 m/s2).

El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento sobre el bloque tras recorrer este último una distancia de 5 metros sobre el plano es de 500.566 joules.

Explanation:

El fenómeno alrededor del bloque puede ser modelado por el Principio de Conservación de la Energía y el Teorema del Trabajo y la Energía. Al descender lentamente, significa que la aceleración neta experimentada por el bloque es aproximadamente cero. El diagrama de cuerpo libre del bloque se presenta a continuación como archivo adjunto. Las ecuaciones de equilbrio del sistema son:

Donde:

- Fuerza externa aplicada a la caja, medida en newtons.

- Masa del bloque, medida en kilogramos.

- Aceleración gravitacional, medidas en metros sobre segundo al cuadrado.

- Fuerza de rozamiento, medida en newtons.

- Fuerza normal del plano sobre la caja, medida en newtons.

- Ángulo de inclinación del plano, medido en grados sexagesimales.

Dado que todas las fuerzas son constantes, se puede emplear la definición de trabajo como el producto de la fuerza paralela a la dirección del movimiento y la magnitud de distancia recorrida en el movimiento, entonces la primera ecuación de equilibrio queda así al multiplicar cada lado por la distancia recorrida:

Ahora, la cantidad de trabajo realizado por la fuerza de rozamiento es:

Si , , , and , entonces el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento es:

El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento sobre el bloque tras recorrer este último una distancia de 5 metros sobre el plano es de 500.566 joules.

grav forces affect all objects magnetic forces affect magnetic objects and electric currents