2DA LEY DE NEWTON
Una persona arrastra, con ayuda de una cuerda, una caja con masa de 50kg sobre una superficie plana. La persona está aplicando una fuerza de 127 N sobre ella con 40 grados con la horizontal. Si su aceleración es de 2.1 m/s2, calcule el coeficiente de fricción.

Adjuntos:

Respuestas

Respuesta dada por: FisicGirl

Primero, descompondremos la fuerza tanto el eje X como en el eje Y:

Fx = F * cos 40°

Fx = 127 N * 0.766...

Fx = 97.28 N

Fy = F * sen 40°

Fy = 127 N * 0.642....

Fy = 81.63 N

Ahora, antes de calcular el valor del coeficiente de rozamiento, debemos calcular la normal, en base a la sumatoria de fuerzas en el eje Y:

∑Y = N - w - Fy = 0

Descomponiendo el valor del peso en mg, reemplazando valores y despejanod N, tenemos que:

∑Y = N = (50 kg * 9.81 m/s² - 81.63 N) 0

∑Y = N = 408.87 N

Ahora que tenemos el valor de la normal, simplemente aplicamos el principio de Newton:

Fx - Fr = ma

Carecemos de la fuerza de rozamiento, la cual se calcula mediante:

Fx - (μN) = ma

Se despeja μ de la ecuación:

Fx = ma + μN

Fx- ma = μN

(Fx - ma) / N = μ

Reemplazando tenemos que:

(97.28 - 50 kg * 2.1 m/s^2) / 408.82 N = μ

-7.72 N / 408.82 N = μ

-0.018 = μ

Resultado:

El coeficiente de fricción (μ) es de -0.018.

BatidoraEspacial: Muchas gracias! Nomás me queda una pregunta, en la parte final de reemplazar valores, veo que Fx lo reemplazaste por 127, y no por 97.28 que creo que es el valor que debería ir si hablamos de la componente x. Ayúdame con esta última consulta, y discúlpame si me equivoco :P, muchas gracias de nuevo!

FisicGirl: sí, perdóname, gran fallo fatal mío

FisicGirl: dejame me conecto a mi laptop y doy mayor explicación

FisicGirl: Como tú mismo indicaste, el coeficiente de rozamiento no sería 0.05, sino sería:
Fx - ma) / N = μ
97.28 - 50 kg * 2.1 m/s^2) / 408.82 N = μ
-7.72 N / 408.82 N = μ
-0.018 = μ

FisicGirl: ¿Qué indica que el coeficiente de rozamiento sea negativo?
Pues indica que ayuda a que el movimiento sea más rápido y no tenga oposición.

FisicGirl: ¿Es esto posible?
Pues bueno, en estudios modernos, se ha demostrado que el coeficiente de rozamiento puede llegar a ser negativo (Que ayude al movimiento).

FisicGirl: Es que, la única solución a tu ejercicio, es darle ese valor, porque si se le diera cualquier otro valor, los resultados no coincidiría, porque:
97.28 N - Fr = 50 kg * 2.1 m/s^2
Si efectuamos la operación entre la masa y la aceleración, pues:
97.28 N - Fr = 105 N
Entonces, obviamente la fuerza de rozamiento debe ser negativa, para que la ecuación esté balanceada, de lo contrario no se producirá ningún movimiento.

FisicGirl: Ahora sí, espero que te haya ayudado =)

BatidoraEspacial: Fuaaa, me había estado rayando por un buen rato y terminé llegando a lo mismo de que el coeficiente de fricción debería ser negativo, pensé que esa no podía ser la respuesta y que yo había hecho algo mal o algo pero que bien que me aclaraste todo, ahora ya tengo con que irme a quejar a mi profe jaja. Gracias por tu tiempo, muy amable :D

FisicGirl: Jajaj pensé lo mismo, decía: ¿Como que el coeficiente de fricción es negativo? Y empezaron a acortarse mis años de vida, luego me puse a investigar como la buena friki que soy xd, y pues sí, parece ser que el coeficiente de fricción puede llegar a ser negativo.
Con todo, buenas noches y suerte en tus estudios! xD

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