3.
Una persona tira de una cuerda para subir un bloque de 20 kg de masa por un
plano inclinado, que forma un ángulo de 30º con la horizontal y tiene 6 m de
altura (ver figura). El bloque parte del reposo, y se detiene cuando llega a la
altura máxima, demorando 5 segundos en subir. La cuerda se mantiene, en todo
momento, paralela a la superficie del
plano inclinado, y se desprecian todos los rozamientos. Indicar cuales son las
únicas dos afirmaciones correctas entre las siguientes:
DCL
a) El trabajo de
las fuerzas no conservativas es cero.
Falso
La
única fuerza no conservativa que trabaja es la Tensión.
Trabajo
de la tensión > 0
La
dirección de la tensión es paralela al desplazamiento y en el mismo sentido del
desplazamiento.
-------- Trabajo
de las fuerzas no conservativa > 0
b) En todo
instante, la tensión ejercida por la cuerda es mayor que 100 N
Falso
La
tensión no es constante.
T
– Px = m a
La
velocidad inicial es cero, para que el bloque se mueva, a > 0
Despejando
y reemplazando
T = Px + m a > Px
Px = 20 kg * 10 m/s2
sen 30º = 100 N
----- T > 100
N
Al
final del movimiento la velocidad es cero, para que el bloque se detenga a´
< 0
T = Px + m a´ < Px
Px = 20 kg * 10 m/s2
sen 30º = 100 N
----- T < 100
N
c) La tensión
ejercida por la cuerda no puede ser constante.
Verdadero
Ver
anterior
d) La potencia
media de la tensión es de 240 W
Verdadero
Potencia
media = Δ Energía mecánica / tiempo
Δ
Energía mecánica = Δ Energía cinética + Δ Energía potencial
Δ
Energía cinética = ½ m vf2 – ½ m vo2 = 0 (vf = vo = 0 )
Δ
Energía potencial = m
g hf – m g ho = 20 kg * 10 m/s2
* 6m = 1200 J
Potencia media = 1200 J /
5s = 240 W
e) La potencia
media de la tensión es de 480 W
Falso
Ver
anterior
f) El trabajo de la
fuerza peso es positivo
Falso
El
bloque sube, el sentido de la componente paralela al desplazamiento de la
fuerza peso se opone al desplazamiento
b y d █ c y d
b y f
a y f c y e a y e
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