1. Masa del objeto = 2 kg, aceleración debida a la gravedad = 9.8 m/s² , coeficiente de fricción estática = 0.2, coeficiente de fricción cinética = 0.1. ¿Está el objeto en reposo o acelerando? Si el objeto acelera, calcule (a) la fuerza neta y (b) la magnitud y dirección de la aceleración de la caja.
Solución
Conocido :
Masa (m) = 2 kg
Aceleración debida a la gravedad (g) = 9.8 m/ s²
Coeficiente de fricción estática ( μs ) = 0.2
Coeficiente de fricción cinética ( μk ) = 0.1
Peso (w) = mg = (2)(9.8) = 19.6 Newtons
La componente horizontal del peso (w x ) = w sen 30 o = (19.6)(0.5) = 9.8 Newtons
La componente vertical del peso (w y ) = w cos 30 o = (19.6)(0.5√3) = 9.8√3 Newtons
La fuerza normal (N) = w y = 9.8√3 Newtons
Fuerza de fricción estática (f s ) = (0.2)(9.8√3) = 1.96√3 Newton = 3.39 Newton
Fuerza de fricción cinética (f k ) = (0.1)(9.8√3) = 0.98√3 Newton = 1.69 Newton
solución:
El objeto está en reposo si w x < f s , el objeto se está moviendo hacia abajo si w x > f s.
w x = 9.8 Newtons y f s = 3.39 Newtons.
(a) la fuerza neta
∑ F = w x – f k = 9.8 – 1.69 = 8.11 Newtons
b) magnitud y dirección de la aceleración
∑ F = ma
8.11 = (2) a
a = 4.05
Magnitud de la aceleración = 4.05 m/s² y dirección de la aceleración = hacia abajo.
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2. Masa del objeto = 4 kg, aceleración debida a la gravedad = 9,8 m/s² . Coeficiente de fricción cinética = 0.2 y coeficiente de fricción estática = 0.4. Magnitud de la fuerza F = 40 Newtons. ¿El objeto está en reposo o se desliza hacia abajo? Si el objeto se desliza hacia abajo, calcule (a) la fuerza neta y (b) la magnitud y la dirección de la aceleración.
Solución
Conocido :
Masa (m) = 4 kg
Aceleración debida a la gravedad (g) = 9.8 m/ s²
El coeficiente de fricción estática ( μs ) = 0.4
El coeficiente de fricción cinética ( μk ) = 0.2
Peso (w) = mg = (4)(9.8) = 39.2 Newtons
La componente horizontal del peso (w x ) = w sen 30 o = (39.2)(0.5) = 19.6 Newtons
La componente vertical del peso (w y ) = w cos 30 o = (392)(0..5√3) = 19.6√3 Newtons
La fuerza normal (N) = w y = 19.6√3 Newtons = 33.95 Newtons
La fuerza de fricción estática (f s ) = μ s N = (0,4)(33.95) = 13.58 Newtons
La fuerza de fricción cinética (f k ) = μ k N = (0.2)(33.95) = 6.79 Newtons
F = 40 Newton
solución:
El objeto se desliza hacia abajo si F < w x + f s . El objeto se desliza hacia arriba si F > w x + f s.
F = 40 Newtons, w x = 19.6 Newtons y f s = 13.58 Newtons.
F es mayor que w x + f s, por lo que el objeto se desliza hacia arriba.
(a) La fuerza neta
∑ F = F – w x – f k = 40 – 19.6 – 6.79 = 13.61 Newtons
b) La magnitud y dirección de la aceleración
∑ F = ma
6.4 = (4) a
a = 1.6
La magnitud de la aceleración es de 1.6 m/s² y la dirección de la aceleración es hacia arriba.
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- Masa y peso
- Fuerza normal
- Segunda ley del movimiento de Newton
- Fuerza de fricción
- Movimiento sobre una superficie horizontal sin fuerza de fricción
- El movimiento de dos cuerpos con la misma aceleración sobre una superficie horizontal rugosa con fuerza de fricción.
- Movimiento en el plano inclinado sin fuerza de fricción
- Movimiento sobre el plano inclinado rugoso con fuerza de fricción
- Movimiento en un ascensor
- El movimiento de los cuerpos está conectado mediante cuerdas y poleas.
- Dos cuerpos con la misma magnitud de aceleración
- Recorriendo una curva plana: dinámica del movimiento circular
- Tomar una curva peraltada: dinámica del movimiento circular
- Movimiento uniforme en un círculo horizontal
- Fuerza centrípeta en movimiento circular uniforme
