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Ejemplo de cuerpos sometidos a fuerzas, como calcular la masa

Problema n° 1 de dinámica

Enunciado del ejercicio n° 1

Una fuerza de 10 kgf actúa sobre una masa que se desplaza con una velocidad de 20 cm/s y al cabo de 5 s le hace adquirir una velocidad de 8 cm/s, ¿cuál es la masa del cuerpo?

Desarrollo

Datos:

F = 10 kgf

v1 = 20 cm/s

v2 = 8 cm/s

t = 5 s

Fórmulas:

F = m·a

v2 - v1 = a·t

Solución

F = 10 kgf·9,80665 m/s²= 98,0665 N
1 kgf
v1 =20 cm·1 m= 0,2 m/s
1 s100 cm
v2 =8 cm·1 m= 0,08 m/s
1 s100 cm

De acuerdo a los datos la fuerza le produce a la masa una desaceleración.

F = -98,0665 N

Esquema del cuerpo y la fuerza
Esquema del cuerpo y la fuerza

Primero, empleando ecuaciones de cinemática, calculamos la aceleración (negativa) producida por la fuerza.

v2 - v1 = a·t

a =v2 - v1
t
a =0,08 m/s - 0,2 m/s
5 s

a = -0,024 m/s²

Luego:

F = m·a

m =F
a
m =-98,0665 N
-0,024 m/s²

Resultado, la masa del cuerpo es:

m = 4.086,1 kg

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