RESOLUCIÓN.
1) F = 21, 952 N
2) X = 3, 12 m
Explicación.
Para resolver este problema se deben aplicar las leyes de newton y las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).
Ley de newton :
∑F = m * a
Mrua
V = Vo + a * t
X = Xo + Vo * t + a * t² / 2
Dónde :
F es la fuerza.
M es la masa.
A es la aceleración.
V es la velocidad final.
Vo es la velocidad inicial.
T es el tiempo.
X es la posición final.
Xo es la posición inicial.
1) Se aplica una sumatoria de fuerzas tanto en el eje horizontal como en el vertical :
∑Fx = F - Fr = m * ax
∑Fy = N - P = m * ay
Como la caja no se mueve en dirección vertical se tiene que ay = 0, también se tiene que la velocidad de la caja es constante y por lo tanto ax = 0.
F - Fr = 0 = > F = Fr
N - P = 0 = > N = P
Ahora :
N = m * g = 11, 2 * 9, 8 = 109, 76 N
F = μ * N = 0, 2 * 109, 76 = 21, 952 N
2) Ahora como se deja de aplicar la fuerza del trabajador existe una des aceleración horizontal, hasta que la caja se detenga.
Por tanto la ley de newton queda : - Fr = m * a - 21, 952 = 11, 2 * a
a = - 1, 96 m / s²
Con esta aceleración se aplican las ecuaciones del MRUA.
Como la caja se debe detener, entonces V = 0.
0 = 3, 5 - 1, 96 * t
t = 1, 79 s
Con este tiempo se sustituye en la segunda ecuación del MRUA.
X = 0 + 3, 5 * 1, 79 - 1, 96 * (1, 79)² / 2
X = 3, 12 m.