martes, 25 de agosto de 2020

Física UBA XXI Guía 6.2.7. Dinámica

2.7. Una caja de herramientas de 45,0 kg descansa sobre un piso horizontal. Usted le aplica una fuerza horizontal cada vez mayor, y observa que la caja empieza a moverse cuando la fuerza excede los 313 N. Después, debe reducir la fuerza a 208 N para mantener la caja de herramientas a una velocidad constante de 25,0 cm/s.

 

DCL


 

a. ¿Cuáles son los coeficientes de fricción estático y cinético entre la caja y el piso?

 

Estático

 

Ecuación de Newton 

Según x ----------------- F – Froz = 0 (no se mueve)

Según y ----------------- N – P = 0

 

Donde

F = fuerza externa = 313 N

Froz = fuerza de rozamiento = μe N

μe = coeficiente de rozamiento estático

N = fuerza normal = fuerza de reacción del piso sobre la caja

P = peso de la caja = m g

m = masa de la caja = 45 kg

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2

 

reemplazando y despejando  μe

μe = F / (m g ) = 313 N / ( 45 kg 9,8 m/s2) =  0,710  ------ coeficiente rozamiento estático

 

Dinámico

 

Ecuación de Newton 

Según x ----------------- F – Froz = 0 (velocidad constante)

Según y ----------------- N – P = 0

 

Donde

F = fuerza externa = 208 N

Froz = fuerza de rozamiento = μd N

μd = coeficiente de rozamiento dinámico

 

reemplazando y despejando  μd

μd = F / (m g ) = 208 N / ( 45 kg 9,8 m/s2) =  0,472  ------ coeficiente rozamiento dinámico

 

b. ¿Qué fuerza debe usted ejercer para que la caja de herramientas alcance una aceleración de 1,10 m/s2?

 

Ecuación de Newton 

Según x ----------------- F – Froz = m a

Según y ----------------- N – P = 0

 

Donde

F = fuerza externa

a = aceleración del sistema = 1,10 m/s2

 

reemplazando y despejando F

F = m a + μd m g = 45 kg (1,10 m/s2 + 0,472 * 9,8 m/s2 )  = 257,5 N

 

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