Question

Un desco de jockey sobre un lago congelado se golpea y adquiere una velocidad inicial de 30m/s. Si el disco siempre permanece sobre el hielo y se desliza 130m antes de detenerse, determina el coeficiente de friccion entre el hielo y el disco

Answer 1

Como la fuerza de fricción es casi constante, se puede usar las ecuaciones de cinemática para encontrar la aceleración
$\begin{matrix} v_f ^2 &=& v_o^2 - 2a\Delta x \\ \\ a &=& \dfrac{v_o^2-v_f^2}{2\Delta x} &=& \dfrac{(30 \frac{\textrm{m}}{\textrm{s}})^2}{130 \textrm{m}} \\ \\ a &\approx & 6.92 \frac{\textrm{m}}{\textrm{s}^2} \end{matrix}$

Por otra parte, aplicando la segunda ley de newton, (fuerza de fricción es equivalente al coeficiente de fricción por la normal del plano)

$\begin{matrix} \mu_{k}mg &=& ma \\ \\ \mu_{k}&=& \dfrac{a}{g} &=& \dfrac{6.92\frac{\textrm{m}}{\textrm{s}^2}}{9.8 \frac{\textrm{m}}{\textrm{s}^2}} \\ \\ \mu_{k} &\approx& 0.70 \end{matrix}$

Respuesta: (a) Aproximadamente 0.70

Answer 2

El coeficiente de fricción entre el hielo y el disco de jockey es de 0.35.

 

Explicación:

Inicialmente buscamos la aceleración que tuvo el cuerpo.

a = (Vf² - Vi²)/2d

a = -(30 m/s)²/(2· 130 m)

a = -3.46 m/s²

Ahora, el coeficiente de fricción, en general, es una relación entre una fuerza de roce aplicada y la normal, tal que:

μ = N/Fr

Descomponemos las fuerzas y tenemos que:

μ = m·a/m·g

μ = a/g

Entonces, sustituimos la aceleraciones y tenemos que:

μ = (3.46 m/s²)/(9.8 m/s²)

μ = 0.35

Por tanto, el coeficiente de fricción entre el hielo y el disco de jockey es de 0.35.

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