¿Qué cantidad de fuerza sería necesaria para mover un objeto esférico en el espacio con un peso de 50 kg para viajar 1 m / s en una distancia de 1 km, en 1 hora?

¿Sobre qué distancia se aplica la fuerza?

Para aclarar, esto es lo que sabemos:

Tomo su declaración de que estamos en el espacio para concluir que no nos estamos moviendo contra o hacia ningún campo potencial como la gravedad. Por lo tanto, el cambio en la energía cinética del objeto es igual al trabajo realizado sobre él por una fuerza externa.

[matemáticas] \ Delta KE = \ frac {mv_f ^ 2} {2} – \ frac {mv_i ^ 2} {2} = W = \ int_i ^ f F dx [/ math]

Si asumimos por su pregunta que comenzamos en reposo y terminamos a 1 m / s, y si además asumimos que la fuerza es constante cuando se aplica, entonces esto se simplifica a:

[matemáticas] \ frac {mv_f ^ 2} {2} = F \ Delta x [/ matemáticas]

Por lo tanto, la fuerza requerida es igual a [matemáticas] F = \ frac {mv_f ^ 2} {2 \ Delta x} [/ matemáticas].

Entonces, de nuevo, ¿a qué distancia se aplica la fuerza? Si está a una gran distancia, entonces la fuerza puede ser muy pequeña (y producir una pequeña aceleración para una mayor duración). Si está a corta distancia, entonces la fuerza debe ser mayor.

La pregunta es incompleta. Cualquier cantidad de fuerza servirá si se permite alguna distancia.

Editar: la distancia ahora se ha proporcionado como 1 kilómetro, por lo que la pregunta puede ser respondida.

[matemáticas] F = \ frac {mv_f ^ 2} {2 \ Delta x} = \ frac {50 ~ kg (1 ~ m / s) ^ 2} {2000 ~ m} = 0.025 ~ kg \ frac {m} { s ^ 2} = 0.025 ~ N [/ matemáticas]

La fuerza produce una aceleración, no una velocidad. Su pregunta no tiene sentido tal como está escrita.

La cantidad de trabajo realizado es el cambio en la energía cinética, que es de 25 julios. El trabajo es igual a la integral de la fuerza con respecto al desplazamiento, por lo que si la fuerza es constante, el trabajo es simplemente la fuerza multiplicada por el desplazamiento.

La fuerza sería igual a 25 dividida por la distancia que se necesita para acelerar el objeto a 1 m / s.

Como no ha especificado el tiempo, cada fuerza distinta de cero podría mover un objeto con masa m para viajar a velocidad v (mecánica clásica)

Las ecuaciones importantes son: F = m * a, v = a * t

Si los usa correctamente, puede encontrar todo lo que desee en el nivel en el que se encuentra.

La fuerza por la distancia es el cambio de energía. El cambio de energía es 1/2 mv ^ 2 = 25 julios. Dividido por la distancia de 1000m, obtienes 25 milinewtons. Una libra es 4.45 newtons, entonces 0.025 nt = 0.0056 libra = 0.09 onzas.

El tiempo aquí no es relevante; sobredetermina el problema. La velocidad promedio sería de 0.5 m / s, por lo que el km tomaría 2000 segundos o 33 minutos.