Secundaria Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

[mr_campbell]

Hola a todos. Mirad, estoy perdido con este problema:

Tenenemos un cuerpo sobre una superficie inclinada 30º, que sube a velocidad constante. Bien, el coeficiente de rozamiento dinamico es 0.3.

Debo de calcular, la fuerza que debe de hacer para subir.
También debo de calcular la energía cinética si el cuerpo se desplaza 5 metros.

Os cuento lo que he hecho:

p=10*9.81= 98,1 N
Fuerza normal, me sale 84,95 N, de sin30*98,1. La Fx me da 49.05 de cos.30*98,1.

Como el cuerpo tiene velocidad constante, pienso que tb tiene aceleración constante, es decir 0.

Así calculo el sumatorio de fuerzas: Fx-Fr.
me da 23.565N Esto es la fuerza que debe de ejercer para subir la cuesta.
Esto viene de: 49.05- (84.95*0.3)

Con esto puedo calcular la aceleración. a=f/m=23.565/89.1 pero, en este paso ya dudo, pues se supone que si tiene velocidad constante la aceleración es 0... no tiene sentido.

Como veis estoy perdido, no sé como plantear el problema para seguir.
Si tengo un móvil en movimiento rectilíneo uniforme la velocidad viene dada por la distancia entre el tiempo. Pero el problema no me da más datos.


Muchas gracias por vuestra ayuda.

[neometalero]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Te piden la fuerza o el trabajo necesario?

[mr_campbell]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Me piden la fuerza necesaria para subir por el plano inclinado y la energía cinética.

[neometalero]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Puedes poner el enunciado completo y explícito tal cual?

[mr_campbell]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Si claro,

Queremos empujar a velocidad constante un cuerpo de masa 10 kg por un plano inclinado. Para ello aplicamos una fuerza F. El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano es de 0.3

Calcular, cuando ha de valer el módulo F si su dirección es paralela al plano inclinado.
En este caso, cuanto varía la energía cinética y la energía potencial gravitatoria del cuerpo, si este se desplaza a una distancia de 5m. Cuánto trabajo hace F y la fuerza de rozamiento en este trayecto?


Vale, es que el problema lo tengo en catalán, y ahora al traducirlo me he dado cuenta de que dice "queremos empujar" es decir, que entonces sí que hace falta una aceleración. a=f/m, puesto que parte del reposo.
Y luego sustituir la aceleración en la ecuación V=Vo+at.
Para posteriormente calcular la energía cinética y potencial y calcular la diferencia.

¿puede ser así?

[pod]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

No, velocidad constante significa aceleración cero.

En la dirección del plano (tangencial) tienes tres fuerzas:

1. La fuerza de empuje, F, que es la que quieres averiguar. Se dirige hacia abajo.
2. La componente del peso, $mg \sin\theta$. Se dirige hacia abajo.
3. La fricción, $\mu N$. Su dirección siempre es opuesta al movimiento, en este caso hacia abajo.

La suma de estas tres fuerzas debe ser cero, por que no hay aceleración

$$F - m g \sin\theta - \mu N = 0 \ .$$

Eso es todo. Tienes que empujar para cancelar el efecto de las fuerzas que lo estiran hacia abajo, no por que sea acelerado.

[mr_campbell]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

No, velocidad constante significa aceleración cero.

En la dirección del plano (tangencial) tienes tres fuerzas:

1. La fuerza de empuje, F, que es la que quieres averiguar. Se dirige hacia abajo.
2. La componente del peso, $mg \sin\theta$. Se dirige hacia abajo.
3. La fricción, $\mu N$. Su dirección siempre es opuesta al movimiento, en este caso hacia abajo.

La suma de estas tres fuerzas debe ser cero, por que no hay aceleración

$$F - m g \sin\theta - \mu N = 0 \ .$$

Eso es todo. Tienes que empujar para cancelar el efecto de las fuerzas que lo estiran hacia abajo, no por que sea acelerado.

Sí, eso es lo que pensaba yo.
Pero si lo dejo así, no puedo calcular la energía cinética ni la energía potencial, necesito una velocidad.

De ahí, que he pensando que el enunciando "engaña un poco", dice que se quiere empujar a velocidad constante, es decir, entiendo que puede ser que parta del reposo, y eso implica aceleración.

No?

Lo que tú me comentas, es hasta donde he llegado yo.

Me da 23,565N=0

No tiene sentido, porque aquí quedaría el problema, cuando me piden más cosas.

[lucass]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Sí, eso es lo que pensaba yo.
Pero si lo dejo así, no puedo calcular la energía cinética ni la energía potencial, necesito una velocidad.

De ahí, que he pensando que el enunciando "engaña un poco", dice que se quiere empujar a velocidad constante, es decir, entiendo que puede ser que parta del reposo, y eso implica aceleración.

No?

Lo que tú me comentas, es hasta donde he llegado yo.

Me da 23,565N=0

No tiene sentido, porque aquí quedaría el problema, cuando me piden más cosas.

Hola. El enunciado está bien, fijate que no te pregunta cuanto vale la energía cinética, sino cuánto varía, lo cual obviamente no es lo mismo.
Y la respuesta es evidente, pues si la velocidad es constante...
Puedes responder todo lo demás también

También no se si te diste cuenta que pod te ha marcado un error aquí

Fuerza normal, me sale 84,95 N, de sin30*98,1

La normal viene de $N=P \cos {30}$
Por último, es cierto que si parte del reposo y lo queremos empezar a mover esto requiriría una aceleración. Pero en este caso se supone que el cuerpo ya se encuentra en movimiento, por como es el enunciado, y porque sólo conocés el coeficiente de roce dinámico. Así que no hay que hacerse tanto lío, el enunciado especifica que la velocidad es constante.
Saludos!!

[pod]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

De ahí, que he pensando que el enunciando "engaña un poco", dice que se quiere empujar a velocidad constante, es decir, entiendo que puede ser que parta del reposo, y eso implica aceleración.

De tanto buscar trampas en el enunciado, te has creado una tú mismo Es lo que dice (¡hasta luego!) lucass. No necesitas saber cuál es la velocidad para saber que la energía cinética no varía en un movimiento uniforme de este tipo

Lo que tú me comentas, es hasta donde he llegado yo.

Me da 23,565N=0

No tiene sentido...

Dudo mucho que 23 y pico sea igual a cero. Repasa tus cálculos, haz el diagrama de cuerpo libre bien hecho (incluyendo las tres fuerzas que te dije antes), y verás que la ecuación tiene los términos que te dije anteriormente.

[mr_campbell]

Re: Problema de velocidad, masa, energia cinetica..

Tenéis razón. Aparte de que me he equivocado calculando la fuerza normal, le he buscado 100 pies al gato.

Muchas gracias a todos