En un laboratorio de física, los estudiantes realizan un montaje experimental para analizar la cinemática y la dinámica
En el laboratorio de física los estudiantes realizar un montaje experimental para analizar la cinemática y la dinámica de un bloque de madera de una masa = 5 kg la idea de exponer en un bloque de madera sobre un plano inclinado de 35 grados y una altura de 1.5 m sobre la superficie de una mesa el profesor les dice a sus estudiantes que el coeficiente de fricción cinética entre el bloque de madera y la superficie del plano inclinado es de 0,1 y la altura de la mesa es de 2 m con esa información se les solicita a los estudiantes que calculen teóricamente qué tan lejos queda el bloque de madera de la mesa es decir la distancia r sobre la horizontal
1 Respuesta
No es difícil el problema,
Fíjate que necesitamos conocer la velocidad con que el bloque de 5 Kg. abandona el borde de la mesa, para luego plantear la distancia que piden.
Siendo un plano inclinado con 35 ° de rampa, ese será el angulo para la velocidad de salida del cuerpo.
La aceleración de descenso saldrá de la composición de la componente de la fuerza Peso, que impulsa el cuerpo hacia abajo y la fuerza de roce Fr que se lo impide.
Si dibujas el DCL te resultaría la fuerza Peso = 50 N (vertical) y su descomposición sobre el plano de descenso de la rampa:
F = 50 sen 35° = 28.69 N ..............mas la fuerza opuesta ( negativa) de roce = 0.1 x N = 0.1 x 50 cos 35° = 4 N ......................Fuerza neta = 28.69 - 4 = 24.6 N. .................Aceleracion del bloque = Fuerza neta / Masa = 24.6 / 5 = 4.9 m/s^2
La velocidad de salida, la podes hallar calculando Vfinal = V( 2 x 4.9 x 1.50) = 3.83 m/s.
Alcance
Ahora el tema pertenece a tiro oblicuo. El cuerpo sale a 2 m de altura con esa velocidad inicial.inclinado con el angulo de ( 360 - 35) = 325 ° ( eje x + para la derecha), decis;
Descenso libre ; Viy= 3.83 cos ( 325) = 3.14 m/s ........Vfy = ?? m/s.
(Vfy)^2= 2 . 2g + ( Viy)^2 ........Vfy^2 = 49 ..... Vfy= 7m/s
El tiempo de vuelo = (7 - 3.14)/ 9.80 = 0.39 seg.
Para el alcance horizontal haces ; Vix . 0.39 = 3.83 sen 325° = 2.20 metros.
Si el resultado te esta dando distinto, comunicalo y vemos.
En el ultimo párrafo, debes notar que omití multiplicar por el tiempo. La correcto seria:
alcance horizontal haces ; Vix . 0.39 = 3.83 sen 325° , 0.39 = 0.857 metros.
