Otras carreras Duda trabajo y energia

[BernaPR]

Hola que tal, tengo el siguiente ejercicio

Un bloque de 3 kg con una velocidad inicial de 7 m/s se desliza sobre de una superficie horizontal con un coeficiente de fricción cinético de 0,2. Después de recorrer una distancia de 2 m encuentra una rampa sin rozamiento inclinada 40º por encima de la horizontal.

a. Determine la distancia que recorrerá el bloque por la rampa ascendente antes de detenerse.
b. Determine el trabajo realizado por el peso y por la fuerza de fricción.
c. Determine la energía cinética del bloque un instante antes de comenzar el ascenso por la rampa.

Bueno primero empeze por realizar el insiso c el cual calculando el trabajo de la friccion saque la variacion de la energia cinetica (ya que Fr es la unica fuerza que realiza trabajo) y despues de la energia cinetica despeje la velocidad final, con la cual el bloque llega a la rampa

Me dio Vf>7 lo cual me parecio raro, creo que ahi tengo un error.


y para el insiso a. Comenze sacando aceleracion con 2da ley de newton, el peso es la unica fuerza asi que es igual a masa por aceleracion

Y con la aceleracion saque la distancia que recorre.

El b lo hise pero supongo que esta bien, no tiene importancia.
Pero quisiera saber si el ejercicio esta bien planteado de esa forma ! muchas gracias saludos !

[arivasm]

Re: Duda trabajo y energia

¿Has tenido en cuenta que la fuerza de rozamiento realiza un trabajo negativo? La energía cinética cuando llega al pie de la rampa necesariamente será menor que la inicial, lo que equivale a que la velocidad también será menor que la inicial. Para el apartado a) no necesitas calcular la aceleración, puedes hacerlo por conservación de la energía. Por otra parte, es erróneo eso que dices de que el peso es la única fuerza que se ejerce sobre el bloque; si fuese así estaría en caída libre!

[manugilrive]

Re: Duda trabajo y energia

Para saber el tramo de rampa que va a subir necesitas la velocidad cuando llega a la rampa. Podemos saberlo usando la 2ª ley de Newton para saber la desaceleración que produce la fuerza de rozamiento del suelo y luego usar alguna de las ecuaciones de cinemática.

Voy a tener que aprender a poner dibujos en este foro. Bueno, no sé si lo ves bien, pero sobre el bloque actúan tres fuerza:
- Fuerza de rozamiento
- Peso
- Normal

La Normal y el Peso se anulan mutuamente y solo nos queda la Fuerza de rozamiento, la cual
F roz = N x [FONT=Arial]k[/FONT]
Siendo N la normal y k el coeficiente de rozamiento
Viendo él dibujo se sabe que N = mg (m=masa, g= gravedad)

Entonces nos queda: F roz =ma
-N k=m a
-mgk=ma
a= -9.8 x 0.2= -1.96 m/s2

Ahora que tienes la aceleración, negativa porque va frenando el cuerpo, usa : v^2=v(ini)^2 -2 a s, siendo s el espacio recorrido, v la velocidad final que buscas y v ini la velocidad inicial.
Creo que sale v= 6.42 m/s.

Con ese dato, vuelve a usar la 2ª ley de Newton en la rampa para saber la aceleración, te saldrá negativa, y luego otra vez la ecuación de cinemática para hallar ahora la distancia recorrida.


Intenta hacer el b y el c , una vez que sabes el a.
En el b ten en cuenta que en la parte horizontal solo hace trabajo la fuerza de rozamiento y que tiene sentido contrario al recorrido. En la rampa solo hace trabajo el peso.

El apartado c es inmediato sabiendo la velocidad con la que llega el bloque a la rampa, te darás cuenta de que es lo mismo que el trabajo realizado por el peso sobre el bloque en la rampa para pararlo.

[Al2000]

Re: Duda trabajo y energia

Para saber el tramo de rampa que va a subir necesitas la velocidad cuando llega a la rampa...

Bueno, eso no es estrictamente cierto. Siempre puedes decir que la energía potencial final será la energía cinética inicial menos la energía perdida por fricción y calcular directamente la altura alcanzada.

Saludos,

$\mathcal A \ell$