Dinámica – 28 Fuerza de rozamiento

Dinámica 28. Se lanza un bloque de hielo de 2 kg sobre una superficie horizontal perfectamente lisa con una velocidad de 16 m/s paralela al piso y recorre 80 m antes de detenerse.

a) ¿Cuál es la aceleración del bloque?

Ecuaciones horarias

x = vo t -  1/2 a t²

v = vo - a t

donde

x = distancia recorrida = 80 m

vo = velocidad inicial = 16 m/s

a = aceleración

v = 0 (se detiene)

reemplazando en la ecuación de la velocidad y despejando t

t =  vo / a

reemplazando en la ecuación de la posición

x = vo (vo/a) -  ½ a (vo/a)² = ½ vo² /a

despejando a

a =  vo² / (2 x) =  (16 m/s)² / (2 * 80 m) = 1,6 m/s²  < ---------- aceleración del bloque

(ver ecuaciones horarias)

b) Calcular el coeficiente de rozamiento dinámico entre el bloque y el piso.

Ecuaciones de Newton

Según x ----- > ∑F = – Fr = - m a

Según y ----- > ∑F = N – P = 0

donde

Fr = fuerza de rozamiento = μd * N

μd = coeficientes de rozamiento dinámico

N = normal = fuerza del suelo sobre el cuerpo

P = peso del cuerpo = m g

m = masa = 2 kg

a = aceleración del cuerpo = 1,6 m/s²

Despejando N de la ecuación según  y

N = P = m g

Reemplazando en la ecuación según x

Fr = μd * m * g = m *a

Despejando μd

μd  = a / g = 1,6 m/s²  / 10 m/s² =  0,16  < ------------ coeficiente de rozamiento