Al valor máximo de la fuerza de rozamiento

500 g

Ponemos un ejemplo, que nos indica la forma de acercarnos al valor máximo de la fuerza de rozamiento.

1. Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se empieza colocando una pesa de 500 g, el bloque no desliza. Se pone una segunda pesa de 500g, el bloque no desliza. Se añade la tercera pesa de 500 g,  el bloque desliza

2. Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se pone dos pesas de 500 g. Se añade una pesa de 100 g, el bloque no desliza. Se añade la segunda pesa de 100 g, el bloque desliza.

3. Se pulsa el botón titulado Nuevo. Se pone dos pesas de 500 g, y una pesa de 100 g. Se añade una pesa de 25 g, el bloque no desliza. Se añade la segunda pesa de 25 g, el bloque no desliza, se añade la tercera pesa de 25 g, el bloque desliza.

El valor de la fuerza F más cercana al valor máximo msN (por defecto) es

F=(2·500+100+2·25)·10.0/1000 =11.5 N

La aceleración de la gravedad se ha tomado como g=10.0 m/s2

Si la masa del bloque es m=2 kg, N=mg=20 N. El coeficiente estático μs valdrá

ms=11.5/20=0.575

Medida del coeficiente cinético

Cuando añadimos la tercera pesa de ΔM=25 g, el bloque empieza a deslizar

La masa de las pesas que cuelgan es M+ΔM=1.15+0.025=1.175 kg

El bloque se desplaza x=1 m en t=1.22 s.

1.6- Un hombre empuja un carrito cargado, de modo que la fuerza resultante sobre el mismo es de 60 kgf. Como consecuencia, adquiere una aceleración de 1,5 m/s2. Hallar la masa del carrito con carga.

Si se quita carga de modo que la masa se reduce a la tercera parte, y suponemos que la fuerza resultante que actúa es la misma, hallar la nueva aceleración del carrito.

¿Qué le dijo un estudiante del CBC a otro? –Espero que la Física no me traiga problemas. Ji, ji, ji... Ahhh, qué vivo que es este profe...

Bueno, pongámonos serios... que estamos en una universidad. Se trata de un ejercicio muy sencillo que tiene dos momentos (dos situaciones dinámicas diferentes). Como en todos los ejercicios de dinámica, tenemos que arrancar con un DCL.

Sobre el carrito actúan tres fuerzas. Su propio peso, P; el apoyo en el piso, A. Y la fuerza con la que empuja el hombre, F,

No sabemos cuánto valen ninguna de las tres fuerzas, ni para dónde, exactamente, apunta la fuerza que hace el hombre. pero sabemos que la suma de todas las fuerzas -o sea, la resultante, R- vale 60 kgf, o lo que es lo mismo, 600 N y debe apuntar en la misma dirección que la aceleración, a.

La ecuación de Newton nos dice:

ΣF = R = m a    

De donde:  

m = R / a

m = 600 N / 1,5 m/s²

m = 400 kg

  Ahora supongamos que la carga se reduce a la tercera parte y que la fuerza resultante no cambia (es lo que indica el enunciado).  

La dinámica del problema no cambia. Sólo cambian los valores de las magnitudes implicadas: la masa, m', y la aceleración, a'.

m' = 133 kg

Ya que es la tercera parte de lo que era antes.

a' = R / m'

a' = 600 N / 133 kg

a' = 4,5 m/s²

1.1- Para los cajones de la figura, sustentados por el piso, en equilibrio, dibujar todas las fuerzas que actúan sobre cada uno de ellos. ¿Cuáles son los pares de interacción?

Este ejercicio está planeado simplemente para que aprendas a usar esa herramienta fantástica de la dinámica que se llama diagrama de cuerpo libre o desvinculado, DCL y que consiste en dibujar cada uno de los cuerpos por separado (un DCL para cada uno) y sobre él indicar con vectores todas las fuerzas que obran sobre el cuerpo (¡No las que él ejerce sobre otros... sólo las que él sufre, recibe!) Empecemos por el cuerpo A:

Sólo actúan dos fuerzas sobre el cuerpo A. Su propio peso, PA, o sea, la fuerza gravitatoria con que lo atrae la Tierra, que siempre es vertical y hacia abajo. Y la fuerza de contacto con el piso, Fpi/A, que generalmente es normal (o sea perpendicular) al piso y que las masas populares suelen llamar normal, pero hacen mal en adoptar ese nombre: genera confusiones. (Y cuando hay más de un cuerpo en un problema no te olvides de ponerle un subíndice a las fuerzas peso).

Leyendo el enunciado del problema y según me lo garantiza Newton () no me cabe duda de que estas dos fuerzas que dibujé son iguales en módulo, iguales en dirección y contrarias en sentido... ¿serán pares de interacción?

    !Noooo! Los pares de interacción SIEMPRE actúan sobre cuerpos diferentes, justamente los cuerpos que están interactuando, el par de fuerzas de esa interacción. Para dibujar los pares tendríamos que dibujar los cuerpos que están interactuando con A. Ok, hagámoslo.    

Acá los tenés, los cuerpos interactuantes y los pares de interacción.

Fijate en esto: el nombre que le pongo a las fuerzas denota los cuerpos que estan actuando: pi/A es el piso sobre A, con lo que automáticamente A/pi es el par de interacción, la fuerza que A hace sobre el piso.

Sigamos con los cuerpos B y C.

Como ves, soy coherente con la forma de mencionar las fuerzas y queda claro que FB/C y FC/B, los que te didujé en verde, son pares de acción y reacción... (de qué interacción: del contacto entre los cuerpos B y C). Los pares de interacción de las otras fuerzas hay que dibujarlos en DCLs de los otros cuerpos que están interactuando con ellos.

Acá van:

Qué nos garantiza Newton, a ver... Primero: que FB/C y PC valen lo mismo; que la suma de FC/B y PB es igual al módulo de Fpi/B. Pero no te confundas. Que valgan lo mismo no quiere decir ni que sean lo mismo, ni que se deban a la misma interacción. Las fuerzas son negocios entre pares de cuerpos (dos, sólo dos) ... terceros abstenerse.

Tomá mate con chocolate, y hacé el desafío que te va a ayudar a reforzar la idea de qué es una interacción. Ah... y no llamés normal a la normal. Ponele un nombre operativo: FM/Z , Fuerza que Menganito hace sobre Zutanito... tenés que dibujarla en el DCL de Zutanito. ¿Querés buscar el par de interacción? Muy simple, es FZ/M , la fuerza que Zutanito hace sobre Menganito, y si querés representarla tenés

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