Enunciado

dificultad
Dificultad fácil para los ejercicios de nivel avanzado

Suponiendo que dispones de una máquina para mover objetos capaz de aplicar una fuerza constante de 100 N a una caja cargada de libros, calcula:

  1. El trabajo máximo capaz de desarrollar dicha máquina cuando desplaza la caja 5 metros en sentido horizontal
  2. El ángulo que forma la fuerza aplicada por la máquina con el desplazamiento, al desplazar la caja 5 metros en sentido horizontal sabiendo que el trabajo desarrollado por la máquina fue de 250 J

Solución

1.- El trabajo desarrollado por una fuerza constante sobre un cuerpo que se desplaza en movimiento rectilíneo viene dado por la expresión:

W=F·r =F·r·cosα

Nos dan los siguientes datos:

F = 100 N
∆r = 5 m

Wmax?

El trabajo máximo capaz de desarrollar la máquina se da cuando la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección, pues cos(0) = 1.

Wmax=F·r=100·5=500 J 

2.- En este caso nos dan los siguientes datos:

F = 100 N
∆r = 5 m
W = 250 J

α ?

Resolvemos aplicando la misma expresión anterior

W=F·r·cosα; 

cosα=WF·r=250100·5=0.5;

α=cos-10.5=π3rad

Autor artículo
Sobre el autor
José L. Fernández es ingeniero de telecomunicaciones, profesor y curioso por naturaleza. Dedica su tiempo libre a escribir artículos para Fisicalab y a ayudar a Link a salvar Hyrule.

Fórmulas

Estas son las principales fórmulas que debes conocer para resolver este ejercicio. Si no tienes claro su significado, te recomendamos que consultes la teoría de los apartados relacionados. Además, en ellos encontrarás, bajo la pestaña Fórmulas, los códigos que te permitirán integrar estas fórmulas en programas externos como por ejemplo Word o Mathematica.

Fórmulas
Apartados relacionados
Wtotal=i=1nFir=Ftotalr

Y ahora... consulta más ejercicios relacionados o la teoría asociada si te quedaron dudas.