Secundaria ejercicio dinamica

[vali]

Hola holaa!
primero de todo me presento un poco soy una chica de 17 años que esta en 1º de bachiller... y tiene un profesor de fisica que explica bastante bien pero pone unos examenes que no los sabe hacer nadie... en es mas de 23 personas en el ultimo examen 15 sacaron 1 de nota... asique me tengo que poner las pilas y hacer problemas complicados que son los que luego pone en el examen y espero que me ayudeis
aqui va un problema que tengo duda :
una masa de 5 kg
se deja caer por un plano inclinado arriba del plano (a) y abajo (B)al acabar en plano en (B) hay una continuacion que es una linea horizontal y acaba en un punto (c) esa es la explicacion del dibujo para hacerse una idea

datos que me dan AB=80m. ,, inclinacion del plano inclinado :30º ,,coeficiente de rozamiento entre a-b =0 y entre b-c =0.2

me piden hallar la distancia BC para que la masa que dejamos caer desde A se pare en C

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en un principio y como no me dan fuerza aplicable suponiendo que fx es con la que se desliza y entre A-B no hay rozamiento solo hay que tener en cuenta fx como fx lo e igualado a m.g.cos30 pero luego me empezado a domplicar bastante y no lo he sabido resolver

otra dudilla para un problema de trabajo y potencia en que parte del foro lo pongo no se si sera porque llevo demasiada fisica en la cabeza hoy o que son la 1:26 pero no lo veo


bueno lo siento por la parrafada , espero que alguien me pueda ayudar y muchas gracias de antemano

[escarabajo]

Re: ejercicio dinamica

Hola.

Me trae algunos recuerdos de mi primer curso de física en la facultad.....jaja!

Lo primero que tengo para decirte es que, trates de comprender la física, y no tanto como resolver un problema. Eso te ayudará a que, cualquier problema de examen sea posible resolverse, por más complicado que sea, ya que en el fondo, las leyes siempre serán las mismas y si uno las entiende, ....entonces es un trámite.

Con respecto a tu problema en si, lo que tenes es un cierto movimiento, acelerado en el plano inclinado, libre de rozamiento, y en el tramo recto un movimiento des-acelerado, producto de la fricción.

Como debes saber, si no hay fricción, la energía mecánica se conserva. ¿Esto qué quiere decir? Que....si un determinado sistema pierde energía potencial por ejemplo(disminuye su altura), necesariamente está aumentando su energía cinetica(nos da una idea de que está acelerando el objeto). ¿Por qué? Bueno....si la energía mecánica es constante, si disminuye la energía potencial, aumenta la la cinética, y eso quiere decir que el trabajo de la fuerza peso(que es opuesto a la variación de energía potencial) es positivo(dado que la variación de energía potencial es negativa)...la fuerza peso, contribuye a la aceleración del sistema, haciendo un trabajo positivo, consumiéndose energía potencial.

Traducido a tu ejemplo, ....inicialmente el bloque está a una cierta altura. No hay fricción.....entonces, comienza a bajar, pierde energía potencial....el peso hace trabajo positivo........aumenta la energía cinética.

¿Cuánto aumenta? Exactamente lo mismo que disminuye la potencial al llegar al punto más bajo.

Luego, para el movimiento recto, la energía final tiene que ser nula....dado que el objeto queda en reposo. ¿Quién se "roba" esa energía? La fuerza de rozamiento. Su trabajo....tiene que ser tal que consuma toda la energía con la que el sistema llega al punto B.

Espero haber guiado un poco...y no haber confundio.

Si tenes duda de como llevar estos conceptos a los cálculos, preguntá de nuevo.....pero la idea es entenderlo bien.

Saludos.

[arreldepi]

Re: ejercicio dinamica

Añadiendo detalles a la respuesta de escarabajo, fíjate que el trabajo realizado por el peso en el tramo de bajada $W_P =\vec P \Delta\vec r = P_x\Delta x\cos\alpha = mgx\sin\alpha$ (solo actúa la componente x ya que la componente y es perpendicular al desplazamiento y no realiza trabajo) coincide con la variación de energía potencial gravitatoria definida por mgh. Ya que, si te fijas, h, la altura del plano inclinado es la longitud del segmento AB por el seno del ángulo (si te dibujas un triángulo es fácil de ver). Esto se cumple porque el peso es una fuerza conservativa, y cuando sobre un sistema actúa una fuerza conservativa la energía debe conservarse. A partir de esto puedes igualar la energía potencial inicial a la cinética final (ya que ni al principio tienes cinética ni al final potencial-ya que h=0-).

De ahí encuentras la velocidad del cuerpo. Luego, sabemos que cuando en el sistema actúa una fuerza NO conservativa, como es el caso del rozamiento, la variación de energía coincide con el trabajo realizado por dicha fuerza. Así que si planteas esta ecuación tomando como energía inicial la cinética proporcionada por la velocidad que has encontrado y como energía final 0 (ya que termina parándose), obtendrás cuánto vale la distancia BC.

Saludos!

[angel relativamente]

Re: ejercicio dinamica

Me da el resultado 200m
Que alguien me lo confirme.

El truco esta en lo que han dicho. Yo lo he hecho primero mediante conservacion de la energia y despues por cinematica.

Saludos!

[escarabajo]

Re: ejercicio dinamica

Hola

Si, a mi también me da el mismo resultado.

[arreldepi]

Re: ejercicio dinamica

por cinematica.

Saludos!

Qué aceleración coges?
PD: también me da eso eh

[angel relativamente]

Re: ejercicio dinamica

La aceleración negativa que el rozamiento le hace:

$$A_{roz}=-\frac{F_{roz}}{m}<br />$$

Saludos!!

[carmelo]

Re: ejercicio dinamica

Hola:
Está algo confuso el enunciado, pero vamos a ver si entiendo. Una masa $m$ se encuentra en un plano inclinado, llamamos a ese punto $A$, entonces se deja caer y en determinado momento llega a un tramo horizontal. La unión de estas dos zonas es el punto $B$ y luego desliza horizontalmente por una zona con coeficiente de rozamiento $\mu_{\overline{BC}}=0.2$ hasta detenerse en el punto $C$
Se puede hacer un planteamiento mediante trabajo y energía, pero sigamos por la idea que empezastes tu.
La fuerza que actúa en el tramo $\overline{AB}$ es la componente en la dirección del plano y es igual a $F=mg \sin \alpha$.
Planteando la segunda ley de Newton, tenes.
$F=ma_{AB}=mg \sin \alpha$ de donde $a_{AB}=g \sin \alpha$
Ahora tendríamos que calcular al velocidad en el punto $B$, esto se hace recordando la siguiente relación.
$v_{B}^2-v_{A}^2=2 a_{AB} \overline{AB}$
Ahora tendríamos que ver que ocurre en el tramo $\overline{BC}$
Acá la fuerza que actúa es la de rozamiento y actúa en contra del movimiento.
Calculamos la fuerza de rozamiento como sigue.
$f_r=-N \mu_{BC}=mg\mu_{BC}$
Aplicando la segunda ley de Newton llegamos a
$f_{r}=-m a_{BC}$ de donde $a_{BC}=-\mu g$
Utilizando nuevamente la relación cinemática:
$v_{C}^2-v_{B}^2=2 a_{BC} \overline{BC}= -2\mu g\overline{BC}$
Reordenando todo y teniendo en cuenta que $v_{A}=0$ y $v_{C}=0$ se llega:

$$2 g \sin \alpha \overline{AB} = 2 \mu g \overline{BC}$$

de donde

$$\overline{BC}=\frac{\sin \alpha \overline {AB}}{\mu}$$

donde sustituyendo por los valores llegas a $\overline{BC}=750 m$
Por trabajo y energía es mucho menos engorroso.
Perdón, tome $\overline{AB}=300$ con $\overline{AB}=80$ da como ya se había dicho $\overline{BC}=200 m$

Saludos
Carmelo

[vali]

Re: ejercicio dinamica

por energias solucionado! y ademas bastante facil no habia ninguna complicacion especial solo calcular por energias y mas tarde sustituir en la formula del rectilineo uniformemente de/acelerado
voy a intentarlo ahora con dinamica
muchas gracias por la ayuda!

[arreldepi]

Re: ejercicio dinamica

Por energías no te hace falta usar cinemática al final, puedes seguir aplicando energías con lo que te dije antes:

$$W_{nc} = \Delta E \quad\Rightarrow \quad -\mu mg x = -\frac 12 mv_{ab}^2$$

Despejas la x y listo xD.

Saludos!

[carmelo]

Re: ejercicio dinamica

Hola:
Creo que la idea de vali era no resolverlo mediante trabajo y energía sino ver una exposición desde el punto de vista dinámico.

Saludos
Carmelo

[Laron]

Re: ejercicio dinamica

Hola:
Creo que la idea de vali era no resolverlo mediante trabajo y energía sino ver una exposición desde el punto de vista dinámico.

Saludos
Carmelo

También opino lo mismo, pero a la hora de resolver los problemas, lo que vale es que el procedimiento este bien hecho y con el resultado correcto

NaClu2

[vali]

Re: ejercicio dinamica

Mi idea era resolverlo como fuera jaja no me importaba dinamica o energias si es verdad que yo tenia en mente plantearlo con dinamica pero porque no se me habia ocurrido plantearlo con energias que me resulta mucho mas facil pero a partir de ahora intentare ver los diferentes planteamientos que puedo hacer para resolver los ejercicios y cual me resulta mas facil