Biofísica Final Ago19 T5 - 2 Mecánica

2. Un niño arrastra un bloque de 10 kg de masa por una superficie horizontal rugosa, aplicando una fuerza F cuyo valor es 20 N, y que forma un ángulo de 60º con la superficie, hacia arriba (ver la figura). El bloque parte del reposo en el punto A, y acelera uniformemente hasta el punto B, llegando a dicho punto con una velocidad de 1 m/s. Justo cuando el bloque pasa por el punto B, el niño lo suelta, y el bloque continua desplazándose, pero disminuyendo su velocidad hasta detenerse en el punto c. Entonces :

DCL

 Entre B y C, la fuerza resultante sobre el bloque es cero

Falso

El bloque se detiene --------- aceleración negativa --------- aceleración distinta de cero -------- fuerza neta distinta de cero

 La fuerza normal realizada por el piso es de 100 N para todo instante entre A y C.

Falso

Entre A y B

N + Fy – P = 0 (Newton según el eje y)

Reemplazando y despejando N

N = P – Fy = 10 kg * 10 m/s² – 20 N * sen 60 = 100 N – 20 N * 0,86 ≈ 83 N < 100 N

---------- N < 100 N

 Entre A y B, la fuerza de rozamiento entre el piso y el bloque es igual a 20 N

Falso

Entre A y B

Fx – Froz = m a (Newton según el eje x)

Con a > 0 (parte del reposo y se acelera hasta v = 1 m/s)

Reemplazando y despejando Froz

Froz =  Fx –  m a < Fx = 20 N * cos 60 = 10 N

---------- Froz < 10 N

 Mientras actúa la fuerza F, la fuerza normal realizada por el piso es mayor que el peso del Bloque

Falso

La fuerza F actúa entre A y B

N + Fy – P = 0 (Newton según el eje y)

Reemplazando y despejando N

N = P – Fy = 10 kg * 10 m/s² – 20 N * sen 60 = 100 N – 20 N * 0,86 ≈ 83 N < 100 N

---------- N < 100 N

 La distancia entre A y B es de 50 cm

Falso

Δ Energía cinética = Trabajo de la fuerza neta

Δ Energía cinética = ½ m vf² – ½ m vo² = ½ 10 kg *(1 m/s)² = 5 J

Fuerza neta = Fx – Froz =  20 N * cos 60 – Froz = 10 N – Froz

Trabajo = Fuerza neta * AB = ( 10 N – Froz) * AB

Igualando y despejando AB

AB = Δ Energía cinética / Fuerza neta = 5 J / ( 10 N – Froz)

10 N – Froz < 10 N -------- AB = 5 J / ( 10 N – Froz) > 5 J / 10 N = 0,5 m = 50 cm

-----------  AB > 50 cm

█ La fuerza resultante sobre el bloque es paralela a la superficie, y cambia de sentido a partir de B

Verdadero

Tramo AB --------- fuerza resultante positiva  ( ------ >)

Tramo BC --------- fuerza resultante negativa ( < ----- )