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Hola Porfavor ayudenme con este problema. Un cuerpo cuya masa es 0.01 kg se deja caer desde una altura de 3 m sobre un montón de arena. Si el cuerpo penetra 0,3 m antes de detenerse, ¿cuál ha sido la fuerza ejercida por la arena sobre el cuerpo?
se resuleve mediante conservación de la energía:
Energía al solatr el objeto: (toda es potencial)
E=mgh = 0.01(9.8)(3) = 0.294 j
Energía al tocar el suelo es toda cinética:
E=mv^2 /2
y debe ser la misma que al soltar el objeto por conservación de la energía:
mgh=mv^2/2
gh = v^2/2
v^2= 2gh
v^2 = 2*9.8*3=58.8 m^2/s^2
v= 7.67m/s
bien, ahora vamos a calcular la desaceleración experimentada por el objeto que tocó el piso a 7.67 m/s hasta ser frenado comopetamente o sea pasó a un velocidad nula:
usemos la formula de movimientom acelerado:
2ax = vf ^2 - vo^2
2a(0.3) = -(58.8)
a= -58.8/0.6 = 98 m/s^2
con esta acelaración podemos calcular la fuerza ejercida por la arena usando la tercera ley de Newton:
F=m*a
F=0.01 * (98) = 0.98 Newtons