Página 76 - Libro de Ciencias Naturales de Noveno Grado

Para resolverlo, sigue estos pasos:

• Identifica todas las fuerzas que actúan sobre el objeto y dibuja sus vectores.
• Aplica Fuerza neta = suma vectorial de las fuerzas horizontales.
• Usa $$a = \frac{F_{net}}{m}$$ para relacionar fuerza neta y aceleración.
• Recuerda que la dirección de la aceleración coincide con la dirección de la fuerza neta y que la velocidad cambia en esa dirección.

Análisis del problema: Se muestra a una persona empujando una caja sobre el suelo. Debemos describir cómo las fuerzas que actúan (empuje, fricción, peso y reacción normal), la dirección de la fuerza neta y la velocidad del objeto influyen en el cambio de posición.

Resolución paso a paso:

1. Identificar las fuerzas:
   • Fuerza de empuje (F_e): aplicada hacia adelante por la persona.
   • Fuerza de fricción (F_fr): opuesta al movimiento, debida al contacto con el suelo.
   • Peso (P): hacia abajo, y reacción normal (N): hacia arriba, que se cancelan en dirección vertical.
2. Calcular la fuerza neta en la horizontal:
   $$F_{net} = F_e - F_{fr}$$
   Si $$F_e > F_{fr}$$, existe una fuerza neta hacia adelante.
3. Relacionar fuerza neta y aceleración:
   Según la segunda ley de Newton, $$a = \frac{F_{net}}{m}$$. Una fuerza neta hacia adelante produce aceleración en esa dirección.
4. Cambiar velocidad y posición:
   La aceleración incrementa la velocidad en la dirección de la fuerza neta. Al aumentar la velocidad, la caja recorre mayor distancia en el mismo intervalo de tiempo, cambiando su posición.
5. Conclusión:
   Cuando la persona empuja con suficiente fuerza para vencer la fricción, se genera una fuerza neta hacia adelante que acelera la caja. Su velocidad aumenta en la dirección del empuje y la caja se desplaza.

Respuesta final: El proceso de cambio de posición ocurre porque la fuerza de empuje supera la fricción, creando una fuerza neta hacia adelante que acelera la caja y aumenta su velocidad en esa dirección.