Secundaria Ayuda con unos problemas de Dinamica

[Criss]

Ola bueno nada es que tengo tres problemas de fisica y no se hacerlos ya que el profesor no lo explico demasiado bien. Si podeis me podrias ayudar a hacerlos Gracias por adelantado.

1.Un ascensor de 500kgr arranca hacia arriba con una aceleracion de 0.5 m/s2 hasta alcanzar una velocidad uniforme de 1m/s. Se detiene a base de aplicarle una aceleracion contraria ak movimiento de valor 0.6 m/s2. Calculad la tension que soporta el calbe del ascensor durante las tres fases del movimiento descrito. Si el cable no aguanta una tension mayor de 10000N, calculad cual seria la maxima aceleracion posible en el arranque.

2.Un bloque de 5kg se lanza hacia arriba sobre un plano inclinado 37º, con una velocidad inicial de 9.8m/s. Se observa que recorre una distancia de 6m sobre el plano y despues baja hasta el punto de partida. Calculad la fuerza de rozamiento que actua sobre el bloque y la velocidad de este cuando vuelve al punto de partida.

3.¿Qué fuerza F horizontal debe aplicarse sobre una masa de 4 kg que desliza sobre un plano inclinado 30º, con u("mi" alfabeto griego)=0.2, para que suba por el mismo movimiento uniforme?. En estas condiciones, determínese la reaccion del plano inclinado contra el cuerpo

[H2SO4]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Ola bueno nada es que tengo tres problemas de fisica y no se hacerlos ya que el profesor no lo explico demasiado bien. Si podeis me podrias ayudar a hacerlos Gracias por adelantado.

1.Un ascensor de 500kgr arranca hacia arriba con una aceleracion de 0.5 m/s2 hasta alcanzar una velocidad uniforme de 1m/s. Se detiene a base de aplicarle una aceleracion contraria ak movimiento de valor 0.6 m/s2. Calculad la tension que soporta el calbe del ascensor durante las tres fases del movimiento descrito. Si el cable no aguanta una tension mayor de 10000N, calculad cual seria la maxima aceleracion posible en el arranque.

2.Un bloque de 5kg se lanza hacia arriba sobre un plano inclinado 37º, con una velocidad inicial de 9.8m/s. Se observa que recorre una distancia de 6m sobre el plano y despues baja hasta el punto de partida. Calculad la fuerza de rozamiento que actua sobre el bloque y la velocidad de este cuando vuelve al punto de partida.

3.¿Qué fuerza F horizontal debe aplicarse sobre una masa de 4 kg que desliza sobre un plano inclinado 30º, con u("mi" alfabeto griego)=0.2, para que suba por el mismo movimiento uniforme?. En estas condiciones, determínese la reaccion del plano inclinado contra el cuerpo

1. Debes dibujar un diagrama con todas las fuerzas que actúan sobre el ascensor. En este caso, todas están en el eje Y. Las fuerzas son: el peso hacia abajo, y la tensión hacia arriba.

La resultante, en las tres fases, es la tensión (positiva porque apunta en el sentido del movimiento) menos el peso (lo restas porque actúa en sentido contrario al movimiento. No hay más fuerzas actuando. Esta resultante la igualas a la masa por la aceleración en cada caso. La velocidad no interviene para nada.

En la primera fase ya te dan la aceleración (positiva).

En la segunda fase la resultante es nula, ya que se desplaza con velocidad constante, y la aceleración es cero. Entonces T=peso.

En la tercera fase también te dan la aceleración, pero tienes que ponerla con signo negativo, pues se opone al movimiento, que es hacia arriba.

La máxima aceleración la encuentras poniendo la máxima tensión.

Ahora no tengo más tiempo. A ver si otros te ayudan con los otros ejercicios.

Saludos

[Criss]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Muchas gracias H2SO4 me a resultado muy util e coseguido hacer el primer ejercicio intentare los otros con esto que me as dicho
Saludos

[Cat_in_a_box]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Hola Cris,
Te ayudo a hacer el segundo problema

Bien, como observas, actúan fuerzas conservativas y fuerzas no conservativas, la fuerza de rozamiento. Este problema es bastante sencillo si se plantea por energías. Recordarás que el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas es igual a la variación de energía mecánica. En la base del plano, llamemos al punto A, por ejemplo, sólo tiene energía cinética, mientras que tras recorrer seis metros, se encontrará a una determinada altura con respecto a la base del plano, a este punto le llamaremos B donde tendrá energía potencial. Por lo tanto:

$W^{F_r}_{A-B}= \Delta E_m = E_{m(B)}-E_{m(A)} \Rightarrow F_r \Delta x cos \alpha = \Delta E_m$ El ángulo alfa es 180º ya que la fuerza de rozamiento forma 180º en todo momento con el desplazamiento. Por lo tanto:

$F_r = \dst - \frac{\dst mgh_{B} - \dst \frac{1}{2} mv^2_A}{\Delta x}$ Como conocemos el ángulo del plano inclinado, podemos conocer la altura en el punto B del siguiente modo:

$\dst sin\theta = \frac{h_B}{6} \Rightarrow h_b = 6\sin \theta$ Por lo que:

$\dst F_r = - \dst \frac{mg6sin\theta - \dst \frac{1}{2} mv^2_A}{\Delta x}$ La velocidad es A es 9.8 m/s y el espacio recorrido son 6 m. Haciendo los cálculos creo que da 37 (-37) N aproximadamente.

Ya que conoces la fuerza de rozamiento, para calcular la velocidad con la que llegará a la base del plano, puedes plantear de nuevo el problema por el trabajo realizado por la fuerza no conservativa, en este caso entre B y A. Por lo que:

$W^{F_r}_{B-A}= \dst \Delta E_m = E_{m(A)}-E_{m(B)}= \frac {1}{2}mv^2_{A'} - mgh_B$ Conoces ya todo, ya que previamente has calculado la fuerza de rozamiento, por lo que simplemente tienes que despejar la velocidad y sustituir.

Saludos!

[Cat_in_a_box]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Te contesto al otro problema, que al final sí tengo algo de tiempo

¿Qué fuerza F horizontal debe aplicarse sobre una masa de 4 kg que desliza sobre un plano inclinado 30º, con u("mi" alfabeto griego)=0.2, para que suba por el mismo movimiento uniforme?. En estas condiciones, determínese la reaccion del plano inclinado contra el cuerpo

Para que el cuerpo suba con movimiento uniforme, la aceleración tiene que ser cero. Por lo tanto, la resultante de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo también tiene que ser cero. Si haces un diagrama de fuerzas, observarás que actúan la fuerza de rozamiento, el peso y la fuerza que quieres comunicar. Descompón el peso en sus dos componentes, tangencial y normal. Como hemos dicho:

$\dst \sum \vec F_R = 0 \Rightarrow \vec F + \vec P_x + \vec F_r = 0$ además $\vec N = \vec P_y$ por lo tanto la fuerza que debemos aplicar para que la resultante sea cero debe ser igual a:

$\dst F = P_x + F_r = mgsin\theta + mg\cos\theta \mu$ es decir, el módulo de la fuerza que debemos aplicar debe ser igual al módulo de la suma de la componente horizontal del peso y la fuerza de rozamiento, y lógicamente, de sentidos opuestos.

La reacción del plano contra el cuerpo es la normal, que es igual a la componente normal de peso, es decir:
$\vec N = \vec P_y \Rightarrow N = mgcos\theta$

Saludos!

[H2SO4]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Muchas gracias H2SO4 me a resultado muy util e coseguido hacer el primer ejercicio intentare los otros con esto que me as dicho
Saludos

No tengo inconveniente en responder también a alguna duda de ortografía... Jeje
Es broma, pero lo de "a resultado" y "has dicho" ma HA conmovido.
Saludos

[Criss]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

Muchisimas gracias cat_in_a_box de verdad me ha resultado muy util tu ayuda. Muchos saludos.
Y a H2SO4 perdón por la ortografia es que soy un caso perdido con eso... no me lo tengais en cuenta.
Saludos y muchas gracias.

[Cat_in_a_box]

Re: Ayuda con unos problemas de Dinamica

De nada Cris, me alegro que te haya ayudado. Espero poder ayudarte cuando tengas alguna otra duda
Saludos.