Segunda Ley de Newton
Ejercicio de la Segunda Ley de Newton
En una pista de patinaje sobre hielo, al terminar la jornada un empleado aparta, mediante un aparato hidráulico, dos cajas de material, ejerciendo una fuerza F de 50 N sobre ambas a la vez, pues una está en contacto con la otra. La primera tiene una masa de 12 kg y la segunda de 30 kg.
¿Cuál será la aceleración de las dos cajas?
¿Qué fuerza de contacto ejercerá la caja de 12 kg sobre la de 30 kg?
(Aquí, despreciaremos el rozamiento en el desplazamiento sobre la pista de hielo).
Solución:
Para facilitar la resolución del ejercicio, construiremos los diagramas de las fuerzas actuantes sobre cada una de las cajas. (Como se ha despreciado el rozamiento, no incluiremos las fuerzas verticales, ni las de la gravedad ni las normales de reacción de la pista sobre las cajas).
Apliquemos la segunda ley de Newton a la primera caja:
La fuerza que ejerce la primera caja, m1 sobre la segunda, será igual y de signo contrario a la que ejerce la segunda caja, m2, sobre la primera, según la tercera ley de Newton.
Apliquemos ahora la segunda ley de Newton a la segunda caja:
Sumemos ambas ecuaciones para despejar la a.
La aceleración que adquiere el conjunto de las dos cajas es de 1,19 m/s2.
Conociendo el valor de la aceleración, podemos dar valores a la fórmula de la segunda ley de Newton para saber la fuerza de contacto que recibe la segunda caja de 30 kg de la primera caja de 12 kg:
Con lo que la fuerza de contacto que ejerce la primera caja sobre la segunda será de 35,71 N.
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