un disco de hockey sobre una pista con un colchon de aire se golpea u adquiere una velocidad inicial de 18,5 m/s recorriendo una distancia de 139 metros antes de detenerse
a) realice el diagrama de cuerpo libre y sumatoria de las fuerzas en X y Y.
b) determine el coeficiente de fricción entre el disco y el colchón de aire.
c) encuentre la aceleración del disco y la fuerza con la que fue golpeada.
Respuestas
La relación entre variables cinemáticas que no depende directamente del tiempo es V² = Vo² - 2 a d para este caso. Si se detiene es V = 0
a) Eje x: fuerza de rozamiento, en contra del desplazamiento
Eje y: peso del cuerpo y reacción de la pista.
b) Fr = u m g = m a: u = a / g
c) a = (18,5 m/s)² / (2 . 139 m) = 1,23 m/s²
u = 1,23 / 9,80 = 0,125
Para hallar la fuerza es necesario conocer la masa del disco.
Saludos Herminio
a) Ver el diagrama de cuerpo libre en la fotografia adjunta
b) Coeficiente de friccion enre el disco y el colchon de aire: 0,12
c) Aceleracion del disco: - 1,16 m/seg^2
Fuerza con que fue golpeada : F = 306 New
Sumatoria de Fuerzas en X: Fr = m * a, Fr...Fuerza de roce, a...aceleracion
Sumatoria de Fuerzas en Y: P - N = 0, P...peso del disco, N...Normal
Para hallar el coeficiente de friccion necesitamos hallar la aceleracion del disco, para lo cual, usamos la siguiente formula para MRUV:
- Vf^2 = Vo^2 - 2 * a * d
La velocidad final es cero cuando se detiene, desoues de haber recorrido una distancia de 139 m.
- a = Vo^2 / (2* d) , a= 324 / 2 * 139, a= 1,16
De la sumatoria de fuerzas en X obtenemos a) Fr/m = a
Por definicion de Fuerza de roce y la sumatoria de fuerzas en Y obtenemos b) Fr/m = μ * g
Igualamos a) y b) y obtenemos la siguiente formula: μ = a/g
μ= 1,16 / 9,81, μ = 0,12
Para hallar la fuerza con que fue golpeada asumimos los siguientes datos: masa del disco: 0,17 Kg, Tiempo de contacto: 0,01 seg
F = m * (Vf- Vo) / Δt, F= 0,17 * 18 m/s / 0,01 seg,
F= 306 New