En la construcción de un edificio se tiene un martillo de acero con masa de m_1 kg que se levanta x_1 m sobre el tope de una viga en forma de I vertical, que se está clavando en el suelo?

Teorema trabajo - energía : el cambio en la energía mecánica será igual al trabajo realizado por o sobre el sistema

Tenemos los datos para la energía inicial y el trabajo de fricción, con lo cual se podrá determinar la energía mecánica final.

PARTE A

1) Punto más alto del martillo

Energía mecánica = Energía cinética + energía potencial

Energía cinética = 0 (puesto que el martillo se deja caer sin velocidad inicial)

Energía potencial inicial = m * g * h = 196 kg * 9.

8 m / s ^ 2 * 3, 40 m = 6530, 72J.

2) Trabajo de fricción realizado

Trabajo = fuerza * distancia

Trabajo de fricción = fuerza de fricción * recorrido del martillo = 58, 5 N * 3, 40 m = 198, 9J.

3) Energía

mecánica del martillo al momento de tocar la viga.

Energía mecánica

inicial - trabajo de fricción = 6530, 72J - 198, 9J = 6331, 82J

Al tocar la viga, la energía potencial gravitaroria es cero, y toda la

energía es energía cinética.

= > Energía cinética = 6331.

82J = [1 / 2]m * v ^ 2 = > v ^ 2 = 2 * 6331, 82 J / (196 kg) = 64, 61 (m / s) ^ 2 = > v = 8, 04 m / s a = [Vf ^ 2 - Vo ^ 2] / (2d), donde

Vf = 0,

Vo = 8, 04 m / s,

d = 6, 60 cm = 0, 066 m = > a = - (8, 04m / s) ^ 2 / (2 * 0, 066m) = - 489, 7 m / s ^ 2

El signo negativo solo indica que la aceleración es opuesta a la velocidad inicial.

F = m * a = 196 kg * 489, 7 m / s ^ 2 = 95981 N.