Secundaria problema de fuerza

[8R14N]

bueno supongamos que suelto un objeto de masa 3g desde 3 metros de altura y cae sobre arena despues de transcurrir 6 segundos y penetra en ella 3 cm
¿cuál es la fuerza que ejerce la arena sobre el objeto?

trate de resolverlo calculando primero la velocidad con la que cayo a la arena y despues la desaceleracion que le produjo esta al objeto sacando asi la fuerza pero creo que me enrede yo mismo

[Al2000]

Re: problema de fuerza

Perdón, ¿y eso es en qué planeta?

[8R14N]

Re: problema de fuerza

a si tienes razon es en la tierra gravedad= 9,8 m/s^2

[angel relativamente]

Re: problema de fuerza

¿cuál es la fuerza que ejerce la arena sobre el objeto?

Un error común en este tipo de ejercicios es que no se tiene en cuenta el peso una vez choca con la tierra. Cuando un coche comienza a frenarse, esta es la única fuerza que actúa sobre el, proporcionándole una aceleración de frenado. Pero al ser caída libre, date cuenta que a la vez que frena cae, con una aceleración de 9.8m/s^2. Por tanto es un pelín más complicado de trabajar con esas fórmulas. TRUCO: Hazlo por energías, tomando Ep = 0 cuando esté a 3cm bajo tierra.

Saludos!

[Chunqui]

Re: problema de fuerza

Cuando penetra a la arena llega un punto en el que se detiene...y es porque la arena el ha dado un "impulso" al cuerpo que esta en contra a su velocidad...

El impulso es la variacion del momento y puedes calcular la velocidad final (antes que penetre en la arena) y con eso calcular su momento lineal(cantidad de movimiento) luego la cantidad de movimiento final es 0 y con eso calculas el impulso(I=Fmedia.t)

el tiempo lo calculas con cinematica y la distancia que penetro el cuerpo en la arna despejando la Fuerza media que te piden seguramente.

saludos

[NaqueviR]

Re: problema de fuerza

Cuando choca con la arena genera Aceleracion Negativa, osea el objeto tiene una aceleracion y al chocar o frenarce esta se contradice!

[Cat_in_a_box]

Re: problema de fuerza

Hola!
Bueno, en primer lugar, podemos observar que el objeto ha recorrido en total 3m y 3cm. Por lo tanto, podemos conocer la velocidad con la que impacta contra la arena:

$\dst y= v_0\cdot t +\frac{1}{2} \cdot gt^2 ; v_f = v_0 +gt ; v_0 = 0$ ya que es caída libre, por lo tanto; $v_f =\sqrt {2gh}=\sqrt {2\cdot 9.8 \cdot 3} = 7.67 ms^{-1}$ es la velocidad con la que impacta el objeto contra la arena. Ahora bien, podemos conocer la aceleración, que como se ha dicho será negativa, de la siguiente forma:

$\dst x= \vec v_0 \cdot t + \frac{1}{2}\vec a t^2; \vec v_f = \vec v_0 + \vec a t ; v_f =0 \Rightarrow$ $\dst a = \dst \frac{v^{2}_0}{-2s} = \frac {7.67^2}{-2\cdot 0.03}= -980.48 ms^{-2}$ ya que la velocidad final será cero y el espacio recorrido son 3 cm.

La fuerza que ejerce la arena será por lo tanto: $\dst \vec F=m\cdot \vec a = 0.003kg \cdot (-980.48ms^{-2})=-2.94N$

De hecho el razonamiento que habías hecho tú estaba bien, espero haber aclarado tus ideas!

Saludos!!

[H2SO4]

Re: problema de fuerza

Evidentemente, las condiciones dadas no corresponden a una caída en la Tierra (o bien hay un rozamiento viscoso del copón).

En primer lugar conviene calcular la aceleración de la gravedad, sabiendo los metros de caída y el tiempo:

$3=\frac{1}{2 }g\times 6^2$

$g=\frac{1}{6 } m{s}^{-2 }$

Ahora podemos calcular la velocidad con la que llega al suelo:

$v=\frac{1}{6 } 6=1 m{s}^{-1 }$

y la energía cinética:

$E_c=\frac{1}{2 } 3\times {10}^{-3 } \times 1^2 =1,5\times {10}^{-3 } J$

Toda esta energía se emplea en realizar el trabajo necesario para deformar la arena:

$1,5\times {10}^{-3 } = F\times 3\times {10}^{-2 }$

$F=0,05 N$

Saludos

[Cat_in_a_box]

Re: problema de fuerza

H2SO4 tiene razón, o es otro planeta o hay un rozamiento del copón ( ) como bien ha dicho.
Si lo haces por el proceso que te he escrito en el anterior post sustituyendo el valor de la aceleración de la gravedad por $\frac {1}{6} ms^{-2}$ da exactamente lo mismo, -0.05 N.

Saludos!

[javier m]

Re: problema de fuerza

este ejercicio es de mecanica teorica ?$?$

[skynet]

Re: problema de fuerza

¿por que suponeis una fuerza constante?¿no variará esta fuerza conforme el objeto penetre en la arena?...

[javier m]

Re: problema de fuerza

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lo que está en negrilla hace suponer eso

¿cuál es la fuerza que ejerce la arena sobre el objeto?

ademas ¿que propones?¿ dar un intervalo de valores ?