Question

Un cajon de madera de 40 kg de masa se encuentra sobre una carretera de asfalto. Sabiendobuqe el coeficiente de rozamiento estatico entre la madera y es
asfalto es de 0,30, ¿se movera el cajon si es empujado con una fuerza de 100N? ¿que fuerza debe aplicarse para que se mueva con velocidad constante, si el coeficiente de rozamiento dinamico es de 0,25?

Answer 1

El primer paso para resolver un problema de estos es realizar el diagrama de cuerpo libre, donde mostrarás todas las fuerzas que se ejercen sobre el sistema o cuerpo de tu interés y podrás aplicar la segunda ley de Newton (Fuerza neta = masa × aceleración).
Primera pregunta:

En este caso las fuerzas en el sentido vertical que actúan sobre el cuerpo son: la reacción Normal de la carretera y la fuerza de atracción de la tierra que es m×g. Como no hay aceleración en el sentido vertical, la magnitud de la fuerza Normal sobre el cajón es igual a m×g.

N = m.g = 40 kg×10 m/s/s = 400 newton.

La fuerza de roce estática máxima es el producto del coeficiente estático de roce por la Normal = 0,30 ×400 N= 120 N. Por tanto, una fuerza de 100 N no es suficiente para hacer mover al cajón, y no se mueve.

Segunda pregunta. Para que se mueva con velocidad constante la fuerza  que se aplique debe ser de la misma magnitud que la fuerza de roce dinámico. La fuerza de roce dinámico = coeficiente de roce dinámico × Normal = 0,25×400N = 100N.

Es decir, que aunque una fuerza de 100 N no es suficiente para iniciar el movimiento del cajón, será justo la que se requiere para mantenerlo en movimiento uniforme, después de que empieza a moverse.