Un ciclista avanza sin esfuerzo a una velocidad constante de 12 m/s, pero ingresa en una zona fangosa donde el coeficiente de fricción cinética es 0.60. ¿El ciclista saldrá de la zona fangosa sin tener que pedalear si el fango se extiende 11 m? Si es así, ¿cuál será la rapidez al emerger?
Respuestas
Hola..!
La pregunta:
Un ciclista avanza sin esfuerzo a una velocidad constante de 12 m/s, pero ingresa en una zona fangosa donde el coeficiente de fricción cinética es 0.60. ¿El ciclista saldrá de la zona fangosa sin tener que pedalear si el fango se extiende 11 m? Si es así, ¿cuál será la rapidez al emerger?
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Solución:
Hay 3 fuerzas sobre el ciclista:
Peso fuerza mg tirando hacia abajo,
Fuerza normal N empujando hacia arriba,
y fuerza de fricción Nμ empujando hacia la izquierda.
Suma de fuerzas en la dirección y:
∑F = ma
N - mg = 0
N = mg
∑F = ma
-Nμ = ma
-mgμ = ma
a = -gμ
a = - (10 m / s²) (0,60)
a = -6 m / s²
Velocidad alcanzada al final de los 11 m:
v² = v₀² + 2aΔx
v² = (12 m / s) ² + 2 (-6 m / s²) (11 m)
v = √12 m / s
v ≈ 3,5 m / s
Conclusión
Si el ciclista saldrá de la zona fangosa y la rapidez al emerger sera de
3,5 m / s
Saludos
Saludos