Yaser
Paso a paso, por favor. Gracias.
a)
Observa que tienes dos fuerzas colineales con sentidos distintos, cuyas expresiones son:
F₁ = +30 N,
F₂ = -35 N,
a continuación planteas la expresión de la fuerza resultante, y queda:
R = F₁ + F₂ = +30 N + (-35 N) = +30 N - 35 N,
aquí resuelves, y queda:
R = -5 N,
ahora aplicas Segunda Ley de Newton, por lo que planteas la expresión de la aceleración, en función de la fuerza resultante y de la masa del objeto, y queda:
a = R/M = (-5 N)/(5 Kg) = -1 m/s²,
cuyo signo negativo te indica que esta aceleración tiene el sentido del semieje OX negativo.
b)
Observa que tienes dos fuerzas que no son paralelas, por lo que debes plantear las expresiones de sus componentes. Luego, vamos con un desarrollo por pasos.
1°)
Observa que la primera fuerza tiene la dirección y el sentido del semieje OX positivo, por lo que su módulo y su dirección quedan expresados:
|F₁| = 30 N, θ₁ = 0°,
a continuación planteas las expresiones de las componentes de esta fuerza, y quedan:
F₁x = |F₁|*cos(θ₁) = 30*cos(0°) = 30*1 = 30 N,
F₁y = |F₁|*sen(θ₁) = 30*sen(0°) = 30*0 = 0 N,
a continuación planteas la expresión vectorial de esta fuerza, y queda:
F₁ = < F₁x ; F₁y > = < 30 ; 0 > N (1).
2°)
Observa que la segunda fuerza tiene dirección inclinada intermedia entre el semieje OX negativo y el semieje OY negativo, 40° por debajo de la horizontal, (observa que esta fuerza "apunta hacia la izquierda", por lo que su primera componente es negativa, y también "apunta hacia abajo", por lo que su segunda componente también es negativa, como te mostramos en nuestra figura), por lo que planteas las expresiones de sus componentes, y queda:
F₂x = -|F₁|*cosθ = -35*cos(40°) ≅ -35*0,766 ≅ -26,810 N,
F₂y = F₁*senθ = -35 N*sen(40°) ≅ -35*0,643 ≅ -22,505 N,
a continuación planteas la expresión vectorial de esta fuerza, y queda:
F₂ = < F₂x ; F₂y > ≅ < -26,810 ; -22,505 > N (2).
3°)
Planteas la expresión vectorial de la fuerza resultante, y queda:
R = F₁ + F₂ ≅ < 30 ; 0 > + < -26,810 ; -22,505 >,
aquí resuelves la suma vectorial, y queda:
R ≅ < 30 - 26,810 ; 0 - 22,505 > ≅ < 3,190 ; -22,505 > N (3),
y observa que esta fuerza tiene a su primera componente positiva, y a su segunda componente negativa, por lo que su dirección y sentido son intermedios entre el semieje OX positivo y el semieje OY negativo),
ahora planteas la expresión del módulo de esta fuerza resultante, y queda:
|R| ≅ √(3,190² + (-22,505)²) ≅ √(516,651) ≅ 22,730 N,
a continuación planteas la expresión de la tangente del ángulo de inclinación de esta fuerza (observa que este ángulo corresponde al cuarto cuadrante), y queda:
tanφ = Ry/Rx ≅ -22,505/3,190 ≅ -7,055,
aquí compones con la función inversa de la tangente, y queda:
φ ≅ -81,932°.
4°)
Aplicas Segunda Ley de Newton, y la expresión vectorial de la aceleración del objeto queda:
a = R/M ≅ < 3,190 ; -22,505 >/5 ≅ < 3,190/5 ; -22,505/5 > ≅ < 0,638 ; -4,501 > m/s²,
y recuerda que esta aceleración comparte la dirección y el sentido de la fuerza resultante,
a continuación planteas la expresión de su módulo, y queda:
|a| = |R|/M ≅ 22,730/5 ≅ 4,546 m/s².
Espero haberte ayudado.