Tema 05: Trabajo, energía y campo.	Subtema 01: Trabajo, potencia y energía de una partícula.		05_01_009
Origen: Resnick I, 7, 3	Nivel: 1/3	Trabajo, fuerza, energía potencial
Un bloque que pesa 2240 N está suspendido del extremo de una cuerda de 12,2 m de longitud. El bloque es empujado lateralmente a una distancia de 1,22 m de la vertical y sostenido en esa posición. (a) ¿Cuál es la fuerza que se necesita para mantenerlo en esa posición? (b) ¿Se hace trabajo para mantenerlo en esa posición? (c) ¿Se hizo trabajo para moverlo hasta esa posición? De ser así, ¿cuánto? (d) ¿Efectúa algún trabajo sobre el bloque la tensión sobre el cable?

S O L U C I Ó N:

α=arcsen(1,22/12,2) = 5,74º

P_x = 0 ; P_y = 2240

F_x = F ; F_y = 0

T_x = -Tsen5,74º ; T_y = Tcos5,74º

(A)

Dado que el cuerpo está en reposo, la suma de fuerzas debe ser cero:

0+F-Tsen5,74=0

-2240+0+Tcos5,74=0 ==> T=2240/cos5,74=2251,3 N ==> F=2251,3 * sen5,74= 225,2 N

(B)

Para mantener un cuerpo quieto no se hace trabajo, ya que el desplazamiento de la fuerza es nulo.

(C)

El trabajo que se hizo equivale al cambio de la energía potencial del cuerpo:

W = Δe_p = mgh = Ph = 2240*h

cos 5,74 = y/12,2 ==> y = 12,1388 ==> h = 12,2 – 12,1388 = 0,06117 m

Con lo cual, W = 2240*0,06117 = 137 J

(D)

La tensión de la cuerda no puede hacer nunca trabajo sobre el bloque, ya que en todo momento es perpendicular al desplazamiento, por lo que el producto escalar que proporciona el trabajo es nulo.

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