Veamos.
a) La fuerza neta sobre el cuerpo es 25,0 N - 10 N = 15,0 N
Actúan ambas fuerzas: a = 15,0 N / 5,0 kg = 3,0 m/s²
Si actúa sólo la fuerza de rozamiento:
a = - 10,0 N / 5,0 kg = - 2,0 m/s²
b) Adjunto gráfica velocidad - tiempo hasta que se detiene
Consta de dos partes:
Para t = 0 hasta 4 s: V = 3 t
Para t = 4 hasta 10 s: V = 12 - 2 (t - 4)
Hallamos antes la velocidad máxima que alcanza el cuerpo
Sea d la distancia en que la fuerza F deja de actuar.
Sea x la distancia que recorre luego hasta detenerse.
Se cumple que d + x = 60 m
d = V² / (2 . 3 m/s²);
x = V² / (2 . 2 m/s²)
Sumamos, omito las unidades.
V² / 6 + V²/ 4 = 60
V² (1/6 + 1/4) = 60
5/12 V² = 60
V = √(12 . 60 / 5) = 12 m/s
Tiempo en que deja de actuar F
V = a t; t = V / a = 12 m/s / 3 m/s²
t = 4 s
Distancia: d = 1/2 a t² = 1/2 . 3 m/s² . (4 s)²
d = 24 m
Comprobamos hallando x:
x = (12 m/s)² / (2 . 2 m/s²)
x = 36 m
d + x = 24 m + 36 m = 60 m
Saludos.
