Buenas, tengo el siguiente ejercicio de física y estoy un poco desorientado, favor solicito su ayuda.
Cuánto tiempo en segundos necesitará una fuerza de 4000 lb-f (libras) para ascender por un ascensor que estaba en reposo y que pesa 3600 lb-f hasta que adquiera una velocidad de 5pies/s.
Gracias.
Considera un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y observa que sobre el ascensor están aplicadas dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos (consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es g = 32 pie/s2) y sentidos:
Fuerza externa: F = 4000 lb-f, hacia arriba;
Peso: P = 3600 lb-f, hacia abajo,
y de aquí tienes que la masa queda expresada: M = P/g = 3600/32 = 112,5 lb-f*s2/pie.
Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:
F - P = M*a, y de aquí despejas:
a = (F - P)/M, reemplazas valores, y queda:
a = (4000 - 3600)/112,5, resuelves, y queda:
a ≅ 3,556 pie/s2 (1).
Luego, planteas la ecuación de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (observa que consideramos el instante inicial: ti = 0 correspondiente al inicio del desplazamiento del ascensor), y queda:
a = (vf - vi)/t, y de aquí despejas:
t = (vf - vi)/a (2);
luego, reemplazas datos que tienes en tu enunciado (vi = 0, vf = 5 pie/s), reemplazas el valor señalada (1), y la ecuación señalada (2) queda:
t ≅ (5 - 0)/3,556, resuelves, y queda:
t ≅ 1,406 s.
Espero haberte ayudado.