1. Defina el sistema y las fuerzas
* Sistema: La caja
* Fuerzas:
* Fuerza aplicada (f): 120 N, horizontal
* gravedad (mg): Actúa verticalmente hacia abajo
* Fuerza normal (n): Hechos perpendiculares a la inclinación, equilibrando el componente de la gravedad perpendicular a la inclinación.
* Componente de la gravedad paralelo a la inclinación (mg sin θ): Este componente actúa para oponerse a la fuerza aplicada.
2. Diagrama del cuerpo libre
Dibuja un diagrama de cuerpo libre para visualizar las fuerzas que actúan en la caja.
3. Resolver fuerzas
* Resolver la gravedad:
* El componente de la gravedad paralelo a la inclinación es mg sin θ.
* El componente de la gravedad perpendicular a la inclinación es mg cos θ.
* Resuelve la fuerza aplicada:
* El componente de la fuerza aplicada paralela a la inclinación es f cos θ.
* El componente de la fuerza aplicada perpendicular a la inclinación es f sin θ.
4. Aplicar la segunda ley de Newton
* La segunda ley de Newton (a lo largo de la inclinación): Σf =ma
* fuerza neta a lo largo de la inclinación: F cos θ - mg sen θ =ma
5. Resolver para la aceleración
* Sustituya los valores dados:120 n * cos (34 °) - (7 kg * 9.8 m/s² * sin (34 °)) =(7 kg) * a
* Calcule la aceleración (a).
6. Use la cinemática para encontrar la velocidad final
* Ecuación cinemática: v² =u² + 2As
* Velocidad inicial (U): 0 m/s (comienza desde reposo)
* Distancia (s): 15 m
* Aceleración (a): Calculó esto en el paso 5.
* Resuelve la velocidad final (v).
Calculemos las respuestas:
* Aceleración:
* 120 n * cos (34 °) - (7 kg * 9.8 m/s² * sin (34 °)) =(7 kg) * a
* a ≈ 2.95 m/s²
* Velocidad final:
* v² =0² + 2 * 2.95 m/s² * 15 m
* V ≈ 9.49 m/s
Por lo tanto, la velocidad final de la caja después de ser empujada a 15 metros por la inclinación es de aproximadamente 9.49 m/s.