Una caja que tiene una masa de 25 Kg parte desde el reposo y se desplaza hacia abajo por un plano inclinado de 8 m de largo y 5 m de alto.
Si su velocidad en la base es de 7 m/s, encontrar:
a) la energía perdida por la fricción
b) la fuerza de fricción
c) el coeficiente de fricción.
Les agradecería como no tienen idea si pudiesen ayudarme con eso :(
Respuestas
Respuesta:
cSe suele proponer el siguiente problema a los estudiantes como ejemplo ilustrativo de fuerzas conservativas y no conservativas que actúan sobre un cuerpo.
Un bloque de masa m desliza a lo largo de un plano inclinado de ángulo θ. Parte del reposo a una distancia d del muelle elástico sin deformar de constante k. Calcular la máxima deformación del muelle. Se supone que el plano no es liso, sino que ejerce una fuerza de rozamiento de coeficiente μk sobre el bloque que desliza a lo largo del mismo.
Comparamos la situación inicial y la situación final
Situamos el nivel cero de energía potencial en el origen O. El trabajo de la fuerza de rozamiento es igual a la diferencia entre la energía inicial y la energía final
Por ejemplo, si d=1.0 m, θ=30º, μ=0.3, k=50 N/m, m=1.0 kg
Resolvemos la ecuación de segundo grado en xm y tomamos la raíz positiva xm=0.357 m=35.7 cm
El problema, como vamos a ver a lo largo de esta página, es susceptible de un estudio más detallado
Ecuaciones del movimiento
Para analizar el movimiento, situamos el eje X a lo largo del plano inclinado, con el origen en la posición del extremos libre del muelle sin deformar, la parte positiva apuntando hacia abajo. Las etapas del movimiento son las siguientes:
1.-El bloque baja deslizando por el plano inclinado
El bloque parte de la posición x0<0 y desliza hacia abajo si la componente del peso mg·senθ es mayor que la fuerza de rozamiento máxima, μs·mg·cosθ, en caso contrario, permanecerá en reposo en la posición inicial.
mgsenθ≥μs·mg·cosθ
El ángulo θ del plano inclinado para que el bloque deslice tiene valer tanθ≥μs
Supongamos que se cumple esta condición y el bloque desliza hacia abajo. Las fueras sobre el bloque son:
El peso mg
La reacción del plano N=mg·cosθ
La fuerza de rozamiento, de sentido contrario a la velocidad del bloque fr=μk·N
Explicación:
espero que te ayude coronita