Problemas de física por favor
Por favor tengo este problema de física que no se hacerlo, estoy llevando dinámica y trabajo y energía
este es de trabajo y energía pero no se que hacer
Un bloque de 5 kg es lanzado hacia arriba sobre un plano inclinado 30º con una vo = 9,8 m/s. Se observa que recorre una distancia de 6 m sobre la superficie inclinada del plano y después desliza hacia abajo hasta el punto de partida.
a) Calcular la fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque.
b) Hallar la velocidad del cuerpo cuando vuelve a la posición inicial.
este es de trabajo y energía pero no se que hacer
Un bloque de 5 kg es lanzado hacia arriba sobre un plano inclinado 30º con una vo = 9,8 m/s. Se observa que recorre una distancia de 6 m sobre la superficie inclinada del plano y después desliza hacia abajo hasta el punto de partida.
a) Calcular la fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque.
b) Hallar la velocidad del cuerpo cuando vuelve a la posición inicial.
1 respuesta
Respuesta de energratis
1
Pues, la ley de conservación de la energía dice que el trabajo hecho por las fuerzas no conservativas, en este caso, el roce es igual al cambio de la energía mecánica del sistema, y recuerda que la energía mecánica es la suma de la energía cinética con la potencial gravitacional, tenemos:
Energía cinética inicial:
Ki = 1/2 * m * v^2 = 1/2 * 5 * 9.8^2 = 240.1 Joules
La energía potencial inicial:
Ui = m * g * h = 0 Joules , si tomamos como altura cero la parte más baja
Energía mecánica inicial:
Ei = Ki + Ui = 240.1 Joules
Energía cinética final:
Kf = 1/2 * m * v^2 = 0 Joules, porque la rapidez es cero donde se detiene en la parte
más alta donde se detiene por el roce
La altura tenemos en la parte más alta es:
h = 6 * sen(30º) = 3 mts
Por lo tanto, la energía potencial gravitacional es:
Uf = m *g * h = 5 * 9.8 * 3 = 147 Joules
La energía mecánica final es por lo tanto:
Ef = Kf + Uf = 147 Joules
El cambio de energía mecánica será el trabajo hecho por el agente externo o fuerza de roce:
Ef - Ei = Fr *d
Fr la magnitud de la fuerza de roce y d la distancia es aplicada, tenemos
Fr * 6 = 240.1 - 147 = 93.1 Joules
Fr = 15.52 N
Ahora, para calcular lo que pasa cuando regrese debemos tener presente lo mismo anterior, el cambio de energía mecánica, tenemos eso sí ya un dato, la energía mecánica inicial que sería la final del cálculo anterior:
Ei = Ef = 147 Joules
Además, como la fuerza de roce es la misma tanto cuando sube o baja porque depende solo del peso y el ángulo de inclinación del plano, el trabajo hecho por el roce hacia abajo será el mismo, así que la energía mecánica al llegar abajo ahora será:
Ei - Ef = 93.1
Ef = Ei - 93.1 = 147 - 93.1 = 53.9 Joules
Abajo, como ya vimos, la energía mecánica espuramente cinética, pues la potencial gravitatoria es cero, tenemos:
Ef = Kf + Uf = Kf = 1/2 * m * v^2
1/2 * 5 * v^2 = 53.9
Despejamos la rapidez:
v = 4.64 mts/seg
Que es la rapidez con que regresa abajo, mucho menor a la inicial pues el sistema ha perdido energía con el roce.
Estas respuestas podrían ser mucho más oportunas y respondiendo todas tus dudas si ingresas a mi aula virtual donde hago clases particulares de todos estos temas, con pizarra, texto y audio.
Energía cinética inicial:
Ki = 1/2 * m * v^2 = 1/2 * 5 * 9.8^2 = 240.1 Joules
La energía potencial inicial:
Ui = m * g * h = 0 Joules , si tomamos como altura cero la parte más baja
Energía mecánica inicial:
Ei = Ki + Ui = 240.1 Joules
Energía cinética final:
Kf = 1/2 * m * v^2 = 0 Joules, porque la rapidez es cero donde se detiene en la parte
más alta donde se detiene por el roce
La altura tenemos en la parte más alta es:
h = 6 * sen(30º) = 3 mts
Por lo tanto, la energía potencial gravitacional es:
Uf = m *g * h = 5 * 9.8 * 3 = 147 Joules
La energía mecánica final es por lo tanto:
Ef = Kf + Uf = 147 Joules
El cambio de energía mecánica será el trabajo hecho por el agente externo o fuerza de roce:
Ef - Ei = Fr *d
Fr la magnitud de la fuerza de roce y d la distancia es aplicada, tenemos
Fr * 6 = 240.1 - 147 = 93.1 Joules
Fr = 15.52 N
Ahora, para calcular lo que pasa cuando regrese debemos tener presente lo mismo anterior, el cambio de energía mecánica, tenemos eso sí ya un dato, la energía mecánica inicial que sería la final del cálculo anterior:
Ei = Ef = 147 Joules
Además, como la fuerza de roce es la misma tanto cuando sube o baja porque depende solo del peso y el ángulo de inclinación del plano, el trabajo hecho por el roce hacia abajo será el mismo, así que la energía mecánica al llegar abajo ahora será:
Ei - Ef = 93.1
Ef = Ei - 93.1 = 147 - 93.1 = 53.9 Joules
Abajo, como ya vimos, la energía mecánica espuramente cinética, pues la potencial gravitatoria es cero, tenemos:
Ef = Kf + Uf = Kf = 1/2 * m * v^2
1/2 * 5 * v^2 = 53.9
Despejamos la rapidez:
v = 4.64 mts/seg
Que es la rapidez con que regresa abajo, mucho menor a la inicial pues el sistema ha perdido energía con el roce.
Estas respuestas podrían ser mucho más oportunas y respondiendo todas tus dudas si ingresas a mi aula virtual donde hago clases particulares de todos estos temas, con pizarra, texto y audio.
