Un cuerpo de 4 kg describe un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado a partir del reposo. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el cuerpo si al cabo de 1 s adquiere una rapidez de  \(3\frac{m}{s}\) ?

_{DEMRE / Universidad de Chile (2020). Modelo de Prueba de Ciencias Física.}

Ejercicio de Física: Fuerza neta en MRUA

Un cuerpo de 4 kg describe un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado a partir del reposo. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el cuerpo si al cabo de 1 segundo adquiere una rapidez de $3 \frac{m}{s}$?

DEMRE / Universidad de Chile (2020). Modelo de Prueba de Ciencias Física.

Datos (Hipótesis del problema)

• Masa del cuerpo: \( m = 4~\text{kg} \)
• Velocidad inicial: \( v_0 = 0~\dfrac{m}{s} \)
• Velocidad final: \( v = 3~\dfrac{m}{s} \)
• Tiempo: \( t = 1~s \)
• Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)

Paso 1: Determinar la aceleración del cuerpo

Para un cuerpo que parte del reposo y adquiere una velocidad \(v\) en un tiempo \(t\), usamos la fórmula de aceleración:

\( a = \dfrac{v - v_0}{t} \)

Como parte del reposo (\(v_0 = 0\)):

\( a = \dfrac{3~\dfrac{m}{s} - 0}{1~s} = 3~\dfrac{m}{s^2} \)

Entonces, la aceleración del cuerpo es de 3 m/s².

Paso 2: Aplicar la Segunda Ley de Newton

La segunda ley de Newton establece que la fuerza neta sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por su aceleración:

\( F = m \cdot a \)

Reemplazamos los valores conocidos:

\( F = 4~\text{kg} \cdot 3~\dfrac{m}{s^2} = 12~\text{N} \)

Por lo tanto, la magnitud de la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo es de 12 Newtons.

Conclusión

La fuerza neta sobre el cuerpo que parte del reposo y alcanza una rapidez de 3 m/s en 1 segundo, bajo un movimiento uniformemente acelerado, es:

\( \boxed{12~\text{N}} \)

Fuente: DEMRE / Universidad de Chile (2020). Modelo de Prueba de Ciencias Física.