10. En una obra en construcción, una cubeta de 65.0 kg
de concreto cuelga de un cable ligero (pero resis-
tente), que pasa por una polea ligera sin fricción y
está conectada una caja de 80.0 kg que está en un
techo horizontal (figura de abajo). El cable tira hori-
zontalmente de la caja y una bolsa de grava de 50.0
kg descansa sobre la parte superior de la caja. Se
indican los coeficientes de fricción entre la caja y
el techo. (a) Obtenga la fuerza de fricción sobre la
bolsa de grava y sobre la caja. (b) Repentinamente
un trabajador quita la bolsa de grava. Utilice la con-
servación de la energía para calcular la rapidez de
la cubeta luego de haya descendido 2.00 m partien-
do del reposo. (Usted puede verificar su respuesta
resolviendo este problema con las leyes de Newton.)
Respuestas
a) La fuerza de fricción sobre la bolsa de grava y sobre la caja es Fr = 637N .
b) La rapidez de la cubeta luego que haya descendido 2m es 6.26 m/seg .
La fuerza de fricción se calcula mediante sumatoria de fuerzas y para el calculo de la rapidez de la cubeta luego de descender 2m desde el reposo se calcula planteando el principio de conservación de energía, de la siguiente manera :
∑F = P - Fr =0
m1* g = (m2+m3) *g*μ
Eliminando la gravedad g , se obtiene:
m1 = ( m2+m3)* μ
65 kg = (50kg + 80 kg) *u
μ= 65 kg /130kg
μ = 0,5
Fr = (m2 + m3) * g* μ
Fr = (50kg+80kg) * 9,8 m/seg² *0,5
Fr = 637 N
Ec = Ep
1/2 m* V² = m*g*h
V =√2*g*h
V = √2* 9,8 m/seg² * 2m
V = 6,26 m/seg