Otras carreras Pregunta cortita, me imagino

[dan2220]

Ooooooooooootra vez yo!!!!!!!!!!!! noooooooooooooo

Estos días quizás me aparezca seguidito por acá, por lo menos hasta el día 13!

Les ruego paciencia, y que no me maten! jajaja

Tengo una pregunta, considero, rápida.






Dice así:

En el sistema de la figura el cuerpo 1 se halla sobre un plano rugoso (con rozamiento). (masa 1= 75kg, masa 2 = 15kg, coeficiente de rozamiento dinámico (Md) = 0,4)
El cuerpo 1 se mueve inicialmente hacia la izquierda

¿Cuánto varía la energía mecánica del cuerpo 1 cuando se desplazó 1 metro?


Yo sé que variación de energía mecánica es igual al trabajo de las fuerzas no conservativas. En el cuerpo 1 está la tensión (que apunta en sentido contrario al movimiento), la fuerza normal, el peso, y la fuerza de rozamiento (apunta en sentido contrario al movimiento).
=> Pienso, que el trabajo de las fuerzas no conservativas es igual a la suma del trabajo de: la fuerza de rozamiento, más EL TRABAJO DE LA TENSIÓN (ya que el ángulo que forma con el desplazamiento es de 180º)
La fuerza normal forma un ángulo de 90º, no hace trabajo (cos 90 = 0)



Es así?

[Al2000]

Re: Pregunta cortita, me imagino

El trabajo no conservativo es solamente el trabajo de la fuerza de fricción. El trabajo que hace la tensión se invierte en parte en vencer la fuerza de fricción (calentamiento o energía interna) y en parte en energía cinética.

Saludos,

Al

[arivasm]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Yo aconsejaría a dan2220 que en sus cálculos de energía incluya al cuerpo 2, es decir, que considere el sistema completo y que omita la tensión.

[dan2220]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Al2000, no sé taaanto de teoría, asi que entenderás que no logro deducirlo yo misma...

Igual me parece, si no recuerdo mal, que el trabajo de la tensión era cero, porque la tensión entre el cuerpo 1 y el 2 se compensaban (en uno era positiva, y en otro negativa). No sé si es éso lo que me querés decir...

Arivasm, (gracias nuevamente) sé que se puede pensar de esa forma, pero quiero verlo así como lo dije, porque de esta forma es como puedo caer en un error (entiendo a medias la posible causa)

[Al2000]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Disculpa, en mi respuesta anterior pasé por alto que el cuerpo se mueve hacia la izquierda. Considerando eso, la variación de su energía mecánica (= cinética, puesto que la potencial el constante) es igual al trabajo realizado por la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo, que es la suma de la tensión y la fuerza de fricción.

Tienes que considerar la tensión porque estás hablando solamente del cuerpo 1. Si incluyes el cuerpo 2, entonces la tensión no cuenta por ser una fuerza interna del sistema (hace trabajo negativo sobre el cuerpo 1 y positivo sobre el cuerpo 2, en igual cantidad).

Saludos,

Al

[arivasm]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Y yo pasé por alto que el enunciado dice "cuánto varía la energía mecánica del cuerpo 1", con lo que el tratamiento que propongo no sería el más cómodo. Ciertamente, teniendo en cuenta que no hay variación en la energía potencial del peso del cuerpo 1, con lo que podemos identificar la variación de energía mecánica con la de la energía cinética, lo más fácil es aplicar el teorema del trabajo-energía, como dice AI2000 y proponía dan2220.

[dan2220]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Si, si lo analizo por ese lado, lo entiendo.
Aunque fijate que no tengo la velocidad final, como para poder aplicarlo.

Lo que quisiera saber. es si es por lo de que se compensan las tensiones, que la tensión no hace trabajo....

O sea, si yo planteo: fuerzas no conservativas = variación de energía mecánica =>

La fuerza de rozamiento (fuerza no conservativa) hace trabajo (negativo), y la tensión no hace, ¿porque se compensa con la tensión en el cuerpo 2?

[arivasm]

Re: Pregunta cortita, me imagino

...no tengo la velocidad final, como para poder aplicarlo

No la necesitas, puesto que lo que se te pide es la variación de la energía mecánica. Por supuesto, una vía habría sido calcular esta última a partir de las velocidades inicial y final, pero no te las dan (y sólo podrías calcular una de ellas a partir de la otra).

Lo que quisiera saber. es si es por lo de que se compensan las tensiones, que la tensión no hace trabajo

Si consideras el sistema completo, la respuestas e que es verdad, la tensión no realiza trabajo sobre el sistema. Si sólo consideras un cuerpo, como te pide el enunciado, entonces sí lo hace. La razón de esta diferencia está en que el trabajo que realiza la tensión sobre ambos cuerpos es opuesto en uno que en el otro y de ahí que la suma sea nula. Pero insisto, si el cálculo lo debes hacer sólo sobre uno de ellos, entonces sí realiza trabajo.

La fuerza de rozamiento (fuerza no conservativa) hace trabajo (negativo), y la tensión no hace, ¿porque se compensa con la tensión en el cuerpo 2?

Lo que acabo de comentar. La tensión también hará un trabajo negativo, puesto que se opone al movimiento. Del mismo modo que para calcular el trabajo de rozamiento debes conocer previamente el valor de dicha fuerza, deberás obtener el valor de la tensión mediante el cálculo dinámico habitual.

[dan2220]

Re: Pregunta cortita, me imagino

No la necesitas, puesto que lo que se te pide es la variación de la energía mecánica. Por supuesto, una vía habría sido calcular esta última a partir de las velocidades inicial y final, pero no te las dan (y sólo podrías calcular una de ellas a partir de la otra).

Pero no puedo calcular la variación de energía mecánica en el cuerpo 1 aún teniendo las velocidades: porque la variación de energía mecánica es igual al trabajo de la tensión + el trabajo de la fuerza de rozamiento!


A ver a ver, entro en contradicciones: Para averiguar la variación de energía mecánica

1) Puedo hacer energía mecánica final menos la inicial (que se resume en energía cinética final menos inicial), y ahí si me importan las velocidades...

2) Puedo decir que la variación de energía mecánica es igual al trabajo de la tensión + el trabajo de la fuerza de rozamiento


¿?

[arivasm]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Puedes calcular los trabajos recurriendo a la definición: $W_i = \vec{F_i} \cdot \Delta \vec{r}$. Piensa que te dicen que el cuerpo se desplaza 1 m. Por último, sí es cierto que el trabajo total será igual al cambio de la energía cinética y, por tanto, al de la energía mecánica.

[dan2220]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Resumiendo:

Puedo calcular de dos maneras lo que me piden:

1) Averiguo el trabajo de la tensión y de la fuerza de rozamiento, y las sumo. El número que me de, es igual a la variación de energía mecánica.

2) Digo que variación de energía mecánica es igual a la variación de la energía cinética (en este caso), y si tuviera la energía cinética final, podría averiguar la variación de energía mecánica

[arivasm]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Correcto, pero 2) no es un método de cálculo directo, pues tampoco conoces la energía cinética inicial (fíjate que no te dicen que parta del reposo ni te dan la velocidad) ni la final. De todos modos, si te empeñas en usar 2) puedes recurrir al siguiente método: calcular la aceleración y a partir de ella determinar la velocidad final en función de la inicial. Como encontrarás que $v_f^2=v_0^2-2 a \Delta x$ la variación de la energía cinética será $-m a \Delta x$. Pero para eso casi mejor recurrimos de nuevo al teorema del trabajo-energía y usamos eso de que el trabajo resultante de las fuerzas es igual al trabajo de la fuerza resultante (parece un trabalenguas, ¿verdad?).

[dan2220]

Re: Pregunta cortita, me imagino

Si, un verdadero trabalenguas (y para marearme ya estoy yo)

Buenísimo, entonces lo dejamos así!!!!

Gracias, una vez más (¿y van cuántas?)