Otras carreras Camión que baja por una ladera

[francbarr23762]

tengo este ejercicio el cual intentado resolver pero no eh podido, si por favor me podrían ayudar ya que necesito marcar las falsas, las verdadera y explicar su por que, estuve buscando y dice que la respuesta e es la verdadera pero para mi se contradice con la a. espero su ayuda desesperadamente desde ya gracias.

1. Un camión baja por una ladera recta a velocidad constante. ¿ Cuál de las afirmaciones es verdadera ?
a. El trabajo de las fuerzas no conservativas es cero
b. La energía mecánica del camión es constante
c. El trabajo de todas las fuerzas sobre el camión suma cero
d. El camión baja a velocidad constante por efecto de su peso.
e. La variación de energía potencial es igual a la variación de energía cinética del camión.

[Al2000]

Re: Camión que baja por una ladera

Mira, extrae del corto enunciado la información relevante y obtén las conclusiones:

- La velocidad permanece constante

--- Eso implica que la aceleración es ________, lo cual a su vez implica que la fuerza total o neta es ________.

--- También implica que la energía cinética es ________, lo cual a su vez implica que el trabajo de todas las fuerzas que actúan sobre el camión es _______.

- El camión baja por la ladera

--- Eso implica que la energía potencial _______, lo cual implica (según lo deducido antes) que la energía mecánica ________.

Llena tu los espacios Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Take It Easy]

Re: Camión que baja por una ladera

¿Lo tienes? La respuesta no es la e.

[francbarr23762]

Re: Camión que baja por una ladera

no sinceramente me cuesta demasiado no logro entenderlo!!!

[Take It Easy]

Re: Camión que baja por una ladera

El camión baja a velocidad constante, por lo tanto, su energía cinética es constante; en cambio, por el hecho de estar bajando, su energía potencial sí que varía. Entonces la variación de energía cinética no es igual a la variación de energía potencial, como dice la respuesta e.

Un importante teorema dice que el trabajo realizado por la fuerza resultante (suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el sistema) es igual a la variación de energía cinética. Si, en este caso, esta variación es nula, la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el camión es cero. La respuesta c.

Otra manera de verlo es por la 2ª ley de Newton. La fuerza resultante es igual al producto de la masa por la aceleración. A velocidad constante, la aceleración es cero y, por tanto, la resultante es cero.

Saludos

[ignorante]

Re: Camión que baja por una ladera

Un importante teorema dice que el trabajo realizado por la fuerza resultante (suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el sistema) es igual a la variación de energía cinética. Si, en este caso, esta variación es nula, la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el camión es cero. La respuesta c.

Pero un trabajo también se corresponde con una variación de energía potencial y, en este ejemplo sí hay variación de energía potencial; por lo tanto, "por allí" debe haber un trabajo "no equilibrado", ¿o me equivoco?

[Zorak]

Re: Camión que baja por una ladera

Hay variación de energía potencial, pero para que el camión baje a una velocidad constante debe aparecer una fuerza de roce o externa , que realize un trabajo de igual magnitud y opuesto al de la gravedad contrarestandolo y haciéndo que el trabajo total sea nulo.

[Al2000]

Re: Camión que baja por una ladera

Cada "tipo" de energía potencial está asociado con una fuerza. En el caso que nos ocupa, la energía potencial (gravitacional) está asociada a la fuerza de atracción gravitacional (peso, en este caso). La definición de una energía potencial asociada con algún tipo de fuerza (conservativa) nos ahorra tener que calcular una integral de línea cada vez que deseamos obtener el trabajo de la fuerza. Podemos decir que con la definición de la energía potencial (asociada con una fuerza) hemos resuelto todos los posibles cálculos del trabajo hecho por esa fuerza.

En este ejercicio el camión baja y por lo tanto su energía potencial (gravitacional) disminuye. Pero de acuerdo con la definición de la energía potencial gravitacional eso implica que la fuerza gravitacional ha hecho un trabajo, que será exactamente el negativo del cambio de la energía potencial. Si el camión bajó un $\Delta h$, entonces su energía potencial varió $\Delta E_p = m g \Delta h$ y el trabajo hecho por el peso será $W_p = - m g \Delta h$.

Pero el ejercicio no incluye ninguna opción referida al trabajo del peso, sino que incluye una opción referida al trabajo de todas las fuerzas. Como bien puntualizó Take It Easy, el trabajo de todas las fuerza es igual al cambio de la energía cinética; como la energía cinética es constante (pues el camión baja con velocidad constante) podemos concluir que el trabajo neto es cero.

Donde se equivoca Take It Easy es al decir que al ser la variación de energía cinética nula se puede concluir que la fuerza neta es nula. Lo que se concluye es que el trabajo neto es nulo. Para saltar a esa conclusión hay que imponer más condiciones. En particular hay que reconocer que las fuerzas centrípetas no hacen trabajo, de modo que si la cuesta tuviese una cierta curvatura, entonces la suma de todas las fuerzas no sería nula aún si el cuerpo se mueve con rapidez constante. En este ejercicio eso queda descartado al establecer que la cuesta es recta. También quedaría descartado si se toma "velocidad" en el sentido estricto, es decir, la velocidad como un vector. Lamentablemente en el lenguaje diario, que permea hasta los libros de texto, muchas veces se usa el término "velocidad" para referirse a la rapidez.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[ignorante]

Re: Camión que baja por una ladera

A ver, quisiera desmenuzar este ejemplo del camión bajando por una ladera recta a velocidad constante. Para empezar, ¿cuáles son todas las fuerzas que operan sobre el camión? Me parece que la fuerza de gravedad ${F}_{g}$ (peso), la fuerza normal ${F}_{N}$ y la fuerza de fricción ${F}_{f}$. ¿Me ha faltado (o sobrado) alguna fuerza?

- - - Actualizado - - -

Continúo el desmenuzamiento. La suma de estas fuerzas ${F}_{g}$, ${F}_{N}$ y ${F}_{f}$ debe dar una fuerza resultante ${F}_{R}$ de cero, ya que el camión va a velocidad constante. Asumo que la fuerza de gravedad se anula con la fuerza normal. Y la fuerza de gravedad en la dirección del movimiento se anula con la fuerza de fricción.

[Take It Easy]

Re: Camión que baja por una ladera

Donde se equivoca Take It Easy es al decir que al ser la variación de energía cinética nula se puede concluir que la fuerza neta es nula. Lo que se concluye es que el trabajo neto es nulo. Para saltar a esa conclusión hay que imponer más condiciones. En particular hay que reconocer que las fuerzas centrípetas no hacen trabajo, de modo que si la cuesta tuviese una cierta curvatura, entonces la suma de todas las fuerzas no sería nula aún si el cuerpo se mueve con rapidez constante. En este ejercicio eso queda descartado al establecer que la cuesta es recta. También quedaría descartado si se toma "velocidad" en el sentido estricto, es decir, la velocidad como un vector. Lamentablemente en el lenguaje diario, que permea hasta los libros de texto, muchas veces se usa el término "velocidad" para referirse a la rapidez.
$\mathcal A \ell$

Claro, pero al tratarse de un problema de física, yo interpreto que la expresión "velocidad constante" se refiere al vector velocidad, y por eso di por hecho todo lo que esto implica.

Saludos