masa que se cae de una plataforma en movimiento

[noadarriba]

Hola a todas y a todos
(a mi si me acabaron las vacaciones, pero sigo, a ratos libres, buscando quien puede ayudar....)
Tengo una pregunta sobre el siguiente ejercicio:

Una plataforma de 10 kg de masa, sobre la que actúa una fuerza horizontal de 9,8 N, se está moviendo sobre una superficie horizontal con una velocidad constante de 3,6 m/s. En un momento dado se cae de la parte trasera de la plataforma un trozo de 0,8 kg de masa. Estudia el movimiento de esta masa y de la plataforma a partir de este momento y calcula el espacio recorrido por cada una durante los 4 segundos siguientes al desprendimiento del trozo de 0,8 kg de masa de la plataforma.

Mi primera pregunta es, si la caída es vertical, ¿de qué forma aplicar a este ejercicio la conservación de la cantidad de movimiento para saber la velocidad del movimiento a partir de este momento?

Muchas gracias

[Al2000]

Así de brinco rabioso, se me ocurre que:

--- El trozo que cae, al quedar independiente de la fuerza aplicada a la plataforma, quedará en caída libre y describirá una trayectoria parabólica con respecto a un observador en reposo. Su velocidad inicial será horizontal, la misma de la plataforma.

--- La plataforma, que antes del desprendimiento se movía con velocidad constante, se moverá ahora con movimiento acelerado, pues la misma fuerza se aplica a una masa menor y, a falta de más información, la resistencia al avance de la plataforma es constante.

Tu idea de aplicar la conservación del momentum es un poco complicada, pues no se tiene el tiempo que ha tardado en desprenderse el trozo que cae y por lo tanto no hay forma de calcular el impulso de la fuerza.

Por cierto que el enunciado debería decir "una plataforma elevada" pues una caída de cuatro segundos en una señora caída.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

PD: Hay serias fallas en el razonamiento apresurado de este mensaje. Favor no tomarlo muy en serio y mejor leer los mensajes siguientes y echarle coco al asunto.

[JCB]

Hola a tod@s

noadarriba: en este caso, yo no aplicaría el principio de conservación de la cantidad de movimiento, porque después del desprendimiento del trozo de plataforma, esta se acelera.

1) Antes del desprendimiento:

Aplico $\sum{F}=Ma=0$,

$F-F_r=0$,

$F=F_r=\mu Mg$ (siendo $F$ constante),

$\mu=\dfrac{F}{Mg}=\dfrac{9,8}{10\cdot9,8}=\dfrac{1}{10}$.

2) Después del desprendimiento:

$F_r=\mu(M-m)g$.

La fuerza neta es $\sum{F}=F-F_r=\mu Mg-\mu(M-m)g=\mu mg$.

La aceleración que tendrá la plataforma es $a=\dfrac{\mu mg}{M-m}=0,0852 \ m/s^2$.

Para hallar la distancia recorrida por la plataforma a los $4 \ s$ del desprendimiento, aplicaría $e=v_0t+\dfrac{1}{2}at^2=15,0817 \ m$.

El trozo desprendido, tendría movimiento parabólico, inicialmente con solo velocidad horizontal de $3,6 \ m/s$. Te lo dejo a ti, noadarriba, para que calcules los desplazamientos del trozo desprendido.

He visto que Al2000 había constestado: saludos Al2000, ya sabes que entre bomberos, no es nuestra intención pisarnos la manguera .

Saludos cordiales,
JCB.

[oscarmuinhos]

Hola Noa
Hola JCB
Hola $\mathcall A\ell$

He visto que Al2000 había constestado: saludos Al2000, ya sabes que entre bomberos, no es nuestra intención pisarnos la manguera

Yo voy a aportar mi opinión, aunque ello sea eso de "pisarse la manguera" que dice JCB. Y aprovecho para añadir que a mi me gusta ver diferentes opiniones en la resolución de un problema: siempre podrá haber diferentes interpretaciones del mismo enunciado, siempre será posible que alguien pueda ver matices que otros no vemos, siempre puede haber diferentes formas de resolver...y también, -aunque solo sea-, cuando solo es para ratificar la solución de otros/as. Además, el visitante que, desde un buscador cualquiera, llega a esta página para ver como se resuelve un enunciado determinado, siempre verá con más confianza esa solución en la que hubo más participación.

Coincido con $\mathcall A\ell$ en que, para seguir el movimiento de la masa de 0,8 kg que se desprende, el enunciado está del todo incompleto: tendría el enunciado que decir desde que altura cae y también (en el caso de que la altura fuese menor que $h=\dfrac 1 2\,gt^2$) decir que tipo de interacción (elástica, inelástica o parcialmente elástica) tiene lugar entre el suelo y la masa de 0,8 kg cuando llega al suelo.


Saludos
Y que no haya miedo a pisarse la manguera! Jajaja

[Richard R Richard]

Una plataforma de 10 kg de masa, sobre la que actúa una fuerza horizontal de 9,8 N, se está moviendo sobre una superficie horizontal con una velocidad constante de 3,6 m/s. En un momento dado se cae de la parte trasera de la plataforma un trozo de 0,8 kg de masa. Estudia el movimiento de esta masa y de la plataforma a partir de este momento y calcula el espacio recorrido por cada una durante los 4 segundos siguientes al desprendimiento del trozo de 0,8 kg de masa de la plataforma.

Hola yo no se si soy o que pero últimamente le estoy encontrando melena al huevo...

pregunto como algo que tiene solo una masa de 10 kg va a tener una altura de 80m de alto? , y también

cuando el trozo cae como evita golpear sobre la "superficie plana" que va dejando detrás (la misma que viene rozando para tener velocidad constante) en el caso que supongan que la plataforma ya no tiene esa altura?

Para mi el problema es sencillo, no hay altura entre la plataforma y la superficie, el tiempo de caída es nulo.Es decir la plataforma se divide en trozo y plataforma

con el dato de velocidad constante y fuerza aplicada iniciales, se puede calcular el coeficiente de rozamiento dinámico, como el trozo es un pedazo del mismo material(esa es mi suposicion) de plataforma, tiene el mismo coeficiente de rozamiento con la superficie.

como bien dicen , la plataforma acelera pues la fuerza aplicada continua constante , la masa total de la plataforma es menor , y el rozamiento sobre la superficie será entonces menor, y por otro lado, el trozo decelera ya que en él no se aplica fuerza, y se detendrá en un tiempo x , y hay que evaluar si es mayor o menor que los 4 segundos pedidos.

con las nuevas condiciones cinemáticas de aceleración y deceleración se pueden calcular las distancias recorridas solo horizontalmente por la plataforma y el trozo durante 4 segundos luego de la separación.

Saludos.

[JCB]

Estimad@s tod@s.

Hace ya unos días que os querría contar la manera en que yo enfoco los problemas, vamos a decir, un poco abstractos o indeterminados.

Primero intento tener la mente abierta (aunque no siempre lo consigo): procuro no rechazar, a la primera de cambio, ninguna idea por extravagante que me parezca.

Después no lo pienso numéricamente, es decir intento trasladar todos los datos a variables o constantes, pero me da igual su valor, porque si son coherentes o no, ya estarán en concordancia con el objetivo.

Y tampoco me entretengo mucho en pensar cómo debería haber sido el enunciado que a mí me hubiera gustado que estuviese escrito, porque gasta mucha energía y recursos, y tampoco depende de mí, así que … ¿ para qué perder más tiempo en ello ?.

Hace muchos años leí el libro “La Meta. Un proceso de mejora continua” (Goldratt, E.) y fue bastante revelador. Habla sobre la teoría de las limitaciones (TOC en inglés), que a veces nos autoimponemos, y no nos dejan avanzar.

Espero que nadie se haya molestado por mi comentario.

Saludos cordiales,
JCB.

[oscarmuinhos]

Hola Richard
Hola a todos/as

pregunto como algo que tiene solo una masa de 10 kg va a tener una altura de 80m de alto? , y también

cuando el trozo cae como evita golpear sobre la "superficie plana" que va dejando detrás (la misma que viene rozando para tener velocidad constante) en el caso que supongan que la plataforma ya no tiene esa altura?

Ese no sería el problema...Como sugería $\mathcal A\ell$, podría ser una plataforma circulando por unos raíles elevados. El problema es lo que también señaló $\mathcall A\ell$: el enunciado no dice nada de la altura....

Y, claro...si no se nos dice nada y te preguntan por el movimiento de la masa que cae, ¿qué hacer?. Yo probablemente, si tuviera que resolver ese ejercicio en un examen, optaría por suponer que la plataforma circula por unos raíles (o similar) elevados desde una altura suficientemente grande (una "señora caída" le dice $\mathcal A\ell$) para que a los 4 s la masa de 0,8 kg todavía estuviese cayendo.

Habrá que esperar, en cualquier caso, a ver si noadarriba aclara si falta algún dato en el enunciado que puso!

Saludos

[Richard R Richard]

Y tampoco me entretengo mucho en pensar cómo debería haber sido el enunciado que a mí me hubiera gustado que estuviese escrito, porque gasta mucha energía y recursos, y tampoco depende de mí, así que … ¿ para qué perder más tiempo en ello ?.

Yo asocio perdida de tiempo a un problema que a las claras razonas que su resultado es físicamente imposible, que te arroje por ejemplo una velocidad media de 400000km/s, rectas curvas en espacios planos euclídeos, sólidos con densidades ínfimas más bajas que el gas hidrógeno en CNPT, órbitas cuyo periastro u apoastro sean inferiores al radio del astro, potencias mínimas para elevar grandes volúmenes, problemas que no abordan las resistencias máximas de los materiales que relatan, que no respetan siquiera la conservación de la energía, bueno se ve de todo en el foro, y física es física y aquí no estamos de examen, estamos para ampliar la mente del que alguna vez pueda estarlo, tanto en casos de la ingeniería como la de secundaria, que no por tener menor nivel se le tiene que convalidar situaciones imposibles en la práctica. Si un profesor crea un enunciado, no puede cometer los mismos errores que pretende que sus alumnos no cometan a futuro.A priori deben ser claros, precisos, y si quieren usar analogias, sinonimos,etc. Y por sobretodo orientar en una referencia sobre el tema que desarrollan, cinematica , dinamica etc.. deben ser lo menos ambiguos y vagos al redactar, esa es mi posición, si bien ayudo de igual modo a quien está aprendiendo, trato de educarlo también en esas cosas, en lo que es posible y lo que no es posible físicamente, y si es posible si conozco lo limites se los aclaro, que se digan como son las cosas, evitan quebraderos de cabeza cuando , se sigue profundizando en el estudio.
Resolver problemas de física cuyos resultados, no tienen en si una aplicación física, si es una pérdida de tiempo. Las matemáticas estudian millones de esos casos, que aparentemente no tienen una aplicación física en la actualidad, pero podría darse alguna vez el caso, y bingo, ya se sabe como calcular o modelizar, pero ese es otro tema.

el enunciado no dice nada de la altura....

porque suponer alrededor de 80 mt y no cero.... ninguna de las dos medidas está aclarada.

optaría por suponer que la plataforma circula por unos raíles (o similar)

Entiendo... pero dice superficie , no railes, eso si es explícito... el rozamiento que mantiene la velocidad constante es por contacto con la superficie sobre la cual se mueve y es claro que de no aclararse la aplicación de otra fuerza, por la segunda ley de Newton la aplicación de una fuerza horizontal, que no produce aceleración, debe ser resistida o por un rozamiento (que viene a tema de examen, por lo general) o ser un plano inclinado, como otra suposición.
El enunciado te pide que analices el tipo de movimiento que se resulta en las masas separadas, para desvariar nada te dice que la plataforma no sea una plataforma espacial, y que g no sea 9.8m/s^2 , pero eso ya es hilar en otras cosas e irse por las ramas... Yo no hago eso, yo hago hincapié en que se use lo que es explícito en el enunciado antes de lo que es implícito o subjetivo, como que la masa cae en caída libre y nadie lo ha escrito, pero sí se puede deducir que hay un plano con rozamiento, fijate que redundan en el último párrafo con la palabra desprendimiento, y no caída... habla de espacio y no de altura... son indicios...

En definitiva yo interpreto el enunciado diferente, que ni mejor ni peor... veremos si Noadarriba, nos trae por aquí la interpretación del profesor cuando la tenga....

[noadarriba]

Hola
Por aquí son buenos días
Muchas gracias a todos
Lo he entendido

El enunciado no da más datos. Pero, nadie se enfade con la imprecisión de los enunciados...Nosotros, en el laboratorio, nos peleamos infinidad de veces con análisis de muestras así...por ejemplo, cuando nos encontramos un compuesto o producto fuera de lugar (nuestra jefa nunca les dice contaminantes) y tenemos que empezar a formular caminos de como ha llegado hasta ahí, sin que nos esté permitido "a priori" desechar ninguno...Para todos y todas nosotras suelen ser los problemas más interesantes. Los demás pocas veces pasan de ser rutinas que, de forma automatizada, resuelven los analizadores por sí solos

Gracias de nuevo