Buenas tardes : Por favor me podrían ayudar en este ejercicio .
Un cuerpo de 1 kg de masa cae desde una altura de 5 m sobre un montón de arena . Si el cuerpo penetra 3 cm antes de detenerse ¿ que fuerza constante ejerció sobre el cuerpo ?
Tienes tres instantes importantes, en los que planteamos las energías mecánicas, y consideramos y = 0 al nivel del suelo.
1) Inicio: EM1 = EP1 = M*g*h = 1*9,8*5 = 49 J (observa que la velocidad es cero, y no hay energía cinética).
2) Llegada al suelo: EM2 = EC2 (observa que la altura es cero, y no hay energía potencial gravitatoria).
Luego, planteamos conservación de la energía entre estos dos instantes:
EM2 = EM1, sustituimos expresiones y valores y queda:
EC2 = 49 J.
3) El bloque se detiene habiendo penetrado levemente en la arena (despreciamos la variación de altura, y por lo tanto despreciamos la variación de energía potencial gravitatoria por ser muy pequeña):
EM3 = 0.
Luego, planteamos que la variación de energía mecánica entre los instantes 2 y 3 se debe al trabajo de la fuerza de rozamiento, que actuó mientras el cuerpo recorrió un distancia: s = 0,02 m en la arena:
Wfr = EM3 - EM2, sustituimos valores y queda:
Wfr = 0 - 49 = - 49 J.
Espero haberte ayudado.