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Física 03
2025
TORTI
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FÍSICA 03 UBA XXI
CÁTEDRA TORTI
3.
Dos cajas, una de $4{,}00\ \mathrm{kg}$ de masa y la otra con una masa de $6{,}00\ \mathrm{kg}$, descansan en la superficie sin fricción de un estanque congelado, unidas por una cuerda delgada como muestra la figura. Una persona con zapatos de golf (los cuales le dan tracción sobre el hielo) aplica un tirón horizontal $\boldsymbol{F}$ a la caja de $6{,}00\ \mathrm{kg}$ y le imparte una aceleración de $2{,}50\ \mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$.
b) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de $4{,}00\ \mathrm{kg}$ y calcule la tensión $\boldsymbol{T}$ en la cuerda que une a las dos cajas.
b) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de $4{,}00\ \mathrm{kg}$ y calcule la tensión $\boldsymbol{T}$ en la cuerda que une a las dos cajas.
Respuesta
Vamos directamente a armar un esquemita de la situación, con el diagrama de cuerpo libre de ambas cajas (los vamos a necesitar) y elegimos nuestro sistema de coordenadas. Yo lo hice recién en la tablet y me quedó así:
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En este ítem tenemos que calcular la tensión $T$, y en el siguiente la fuerza $F$. Pero casi que vamos a obtener los dos juntos... ¿qué es lo que vamos a hacer? Claro, planteamos segunda ley para cada una de las cajas.
Caja 1
$\sum F_x = m_1 \cdot a$
$T = 4 \text{ kg} \cdot 2.5 \, \frac{m}{s^2}$
$T = 10 \text{ N}$
Caja 2
$\sum F_x = m_2 \cdot a$
$F - T = 6 \text{ kg} \cdot 2.5 \, \frac{m}{s^2}$
Usamos el resultado de la tensión de la soga que obtuvimos recién...
$F - 10 \text{ N} = 6 \text{ kg} \cdot 2.5 \, \frac{m}{s^2}$
$F = 25 \text{ N}$
Con lo cual...
-> La tensión de la soga (T) es $10 \text{ N}$
-> La fuerza ejercida por la persona (F) es $25 \text{ N}$
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