Video de este ejercicio

Video del anterior

Por el orden en que están formuladas las preguntas y la disponibilidad de datos, me da la impresión que el autor del problema supone que vas a ir a ver el problema 2.39 de dinámica y vas a utilizar los datos disponibles y hallados ahí. Pero, si alteramos el orden, podemos responder todas las preguntas con lo que aparece acá y nada más.

En este ejercicio hay rozamiento entre el carrito y el juguete.

Pero no hay rozamiento entre el carrito y el piso... no te confundas.

Apliquemos directamente la definición de trabajo que conocemos (W_F = F Δx cos α), ya que todas las fuerzas que actúan son constantes. Empiezo por el juguete.

W_Roz = Roz 4 m cos 0º

No podemos calcularla porque no sabemos cuánto vale el rozamiento (a menos que chusmeemos el problema 2.19). El resto de las fuerzas que actúan sobre el juguete forman 90º con el desplazamiento por lo tanto su trabajo vale cero.

Vamos al carrito. El trabajo de la fuerza que hace Nicolás es very easy.

W_F = 30 N . 4 m . cos 37º

Como la resultante de todas las fuerzas sobre el conjunto carrito-juguete es F_X (tené presente que tanto el rozamiento -como las otras fuerzas de contacto- son internas del sistema carrito/juguete... tenés que considerarlo como un cuerpo único), podemos aplicarle (al conjunto) el teorema de la resultante. Acordate, además, que

F_X = F cos 37º

De hecho, la definición de trabajo W_F = F . Δx . cos α es equivalente a W_F = F_X . Δx

W_Res = ΔE_c

F_X . Δx = ½ m_Tot v_F² — ½ m_Tot v₀²

Al partir estaban en reposo...

96 J = ½ 12 kg v_F²

Ahora vuelvo al juguete. Y aplico el mismo teorema de recién, pero para el juguete la resultante es la fuerza de rozamiento, y sólo ella. De modo que

W_Roz = ½ m_J v_F²

W_Roz = ½ 2 kg ( 4 m/s)²

Todas las demás fuerzas que actúan sobre el carrito son perpendiculares al desplazamiento de modo que el trabajo que realizan es nulo. Y chau.