Secundaria Cuestión sobre rozamiento de Olimpiada de Física

[persefone]

Hola, me he topado con la siguiente pregunta de una olimpiada de Física:
[FONT=Times New Roman]
[/FONT]Un estudiante de 70 kg de masa trata de mover un cajón de 120 kg, sin ruedas, lleno de libros de Física. Para ello empuja el cajón con una fuerza paralela al suelo. El coeficiente de rozamiento estático del cajón con el suelo es 0,20 y el de los zapatos del estudiante con el suelo, 0,25. ¿Podrá el estudiante mover el cajón?

He hecho los cálculos y la fuerza de rozamiento entre la caja y el suelo es de 235,2 N, mientras que entre los zapatos del estudiante y el suelo es menor, de 171,5 N.
Entonces de primeras respondería que como la fuerza que hay que hacer para mover el cajón es mayor que la fuerza de rozamiento en la persona, entonces la misma fuerza que sirve para mover el cajón sirve para que el estudiante se mueva.


Pero luego me da por pensar que tiene truco o algo, porque me parece demasiado fácil.


He visto por ahí que se explica que la fuerza de rozamiento es necesaria para moverse, porque al movernos empujamos el suelo hacia atrás y la fuerza de reacción del suelo es la que nos mueve hacia delante. Y cuanto mayor sea el rozamiento, mayor adherencia habrá entre los zapatos y el suelo y nuestra fuerza será mayor y por tanto también la reacción del suelo y será más fácil moverse. Esto es lógico, por eso es difícil moverse en el hielo.
Pero no sé cómo relacionar esto de la acción y la reacción con el problema en sí.

Si alguien puede arrojar algo de luz o orientarme en el razonamiento, sería genial.

Muchas gracias por adelantado!
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[carmelo]

Re: Cuestión sobre rozamiento de Olimpiada de Física

Hola.

La fuerza maxima que puede ejercer el estudiante en las condiciones planteadas es igual a la fuerza máxima de rozamiento entre el suelo y los zapatos. De modo que si esta es menor que la fuerza mínima para mover la caja, ésta no se moverá, sino que resbalará el calzado del estudiante antes de que pueda mover la caja.
No verifiqué tus calculos.

Saludos
Carmelo

[Al2000]

Re: Cuestión sobre rozamiento de Olimpiada de Física

...
He visto por ahí que se explica que la fuerza de rozamiento es necesaria para moverse, porque al movernos empujamos el suelo hacia atrás y la fuerza de reacción del suelo es la que nos mueve hacia delante...

No tengo que añadir nada a lo apuntado por carmelo, sino tan sólo matizar la afirmación que haces.

La fuerza de rozamiento con el suelo no nos mueve hacia adelante, sino que impide que resbalemos hacia atrás. El caminar es una caída controlada, en la cual hacemos pivote en un pie mientras adelantamos el otro para impedir la caída al inclinarnos hacia adelante.

Saludos,

$\mathcal A \ell$