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Física 03
2025
TORTI
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FÍSICA 03 UBA XXI
CÁTEDRA TORTI
P1 - 4.
Un vagón de juguete con masa de $7{,}00 \mathrm{kg}$ se mueve en línea recta sobre una superficie horizontal sin fricción. Tiene una rapidez inicial de $4{,}00 \mathrm{m} / \mathrm{s}$ y luego es empujado a lo largo de $3 \mathrm{m}$, en la dirección de la velocidad inicial, por una fuerza cuya magnitud es de $10{,}0 \mathrm{N}$.
b) Calcule la aceleración producida por la fuerza y úsela para calcular la rapidez final del vagón con la fórmula utilizada en cinemática. Compare este resultado con el del inciso a).
b) Calcule la aceleración producida por la fuerza y úsela para calcular la rapidez final del vagón con la fórmula utilizada en cinemática. Compare este resultado con el del inciso a).
Respuesta
Básicamente lo que vamos a hacer ahora es responder a la misma pregunta que nos hicieron en el ítem a), es decir, cuál es la velocidad final del vagón, pero usando lo que sabíamos de cinemática.
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Planteando la segunda ley obtenemos la aceleración del vagón:
$\sum F_x = m \cdot a$
$10 \text{ N} = 7 \text{ kg} \cdot a$
$a = 1.43 \, \frac{m}{s^2}$
Ahora, al igual que nos había pasado en el ejercicio anterior, podríamos tomar el camino largo y usar las ecuaciones de posición y velocidad en función del tiempo para un MRUV -> Buscás el instante de tiempo en el cual alcanza la posición $3 \text{ m}$ y después te fijas qué velocidad tiene en ese instante.
El otro camino, más corto y que acá de nuevo volvemos a refrescar, es usar la ecuación complementaria de MRUV. En este caso nos quedaría
$\Delta x = \frac{(V_f)^2 - (V_i)^2}{2 \cdot a}$
Reemplazando por nuestros datos...
$3 \text{ m} = \frac{(V_f)^2 - (4 \, \frac{m}{s})^2}{2 \cdot 1.43 \, \frac{m}{s^2}}$
Despejamos $V_f$
$V_f = 4.96 \, \frac{m}{s}$
Claro, tiene sentido, exactamente el mismo resultado que obtuvimos en el ítem anterior (sólo que por un camino bastante diferente)
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