Dos cajas de madera en contacto, con masas de 20kg y 10kg respectivamente, están sobre un plano horizontal. Son empujadas con una fuerza de 60N sobre la primera caja y el coeficiente de fricción de ambas cajas con el suelo es de 0.2, calcula la aceleración con que se mueven las cajas.

Respuesta :

Answer:

0.04 m/s²

Explicación:

Podemos ilustrar la situatión como se muestra en la siguiente figura:

Como las cajas de madera están en contacto, vamos a considerarlas como un sólo objeto de 30 Kg. Por lo cual, se muestra sólo un diagrama de cuerpo libre donde W es el peso, Fn es la fuerza normal, Ff es la fuerza de fricción y F es la fuerza con la que se empujan las cajas.

Ahora sabemos que el objeto no se está moviendo verticalmente, por lo tanto la fuerza neta para el eje y es cero. Entonces, podemos calcular el valor de la fuerza normal como se muestra a continuación:

[tex]\begin{gathered} F_{\text{neta}}=F_N-W=0 \\ F_N=W \\ F_N=mg \\ F_N=30Kg\cdot9.8m/s^2 \\ F_N=\text{ 294 N} \end{gathered}[/tex]

Porque Fn es la fuerza normal, m es la masa de las dos cajas y g es la constante de gravedad.

Luego, por la segunda ley de newton, la fuerza neta en el eje x es igual a:

[tex]F_{\text{neta}}=F-F_f=ma[/tex]

Como la fuerza de fricción es igual al coeficiente de fricción multiplicado por la fuerza normal, nos queda que:

[tex]\begin{gathered} F-\mu F_N=ma \\ 60N-0.2(294N)=30Kg\cdot a \end{gathered}[/tex]

Finalmente, resolviendo la equation para a, tenemos que la aceleración de las cajas es igual a:

[tex]\begin{gathered} 60N-58.8N=30Kg\cdot a \\ 1.2N=30Kg\cdot a \\ \frac{1.2N}{30Kg}=a \\ 0.04m/s^2=a \end{gathered}[/tex]

Por lo tanto, la aceleración de las cajas es 0.04 m/s²

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