Muelle en Plano inclinado

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  • PyroPhysics
    Subgigante
    Usuario regular
    • Mar
    • 10

    #1

    1r ciclo Muelle en Plano inclinado

    Hola a todos, este es mi primer mensaje así que por favor si encuentran algún error agradecería que me lo comunicaran. A continuación voy a enunciar el problema y los pasos que he seguido para llegar a mi solución, después mostraré el resultado del libro para que puedan decirme dónde me he equivocado.
    Un Bloque de masa m descansa sobre un plano rugoso inclinado ø grados sobre la horizontal. El bloque esta unido a un muelle de constante k próximo a la parte alta del plano. Los coeficientes de rozamiento estático y cinético son µe y µc respectivamente. Tiramos del muelle lentamente hacia arriba a lo largo del plano hasta que el bloque comienza a moverse. Determinar el valor de µc tal que el bloque se detenga justo cuando el muelle se encuentra en su condición natural, ni alargado, ni comprimido.

    Mi razonamiento:

    Primero he deducido una expresión para el alargamiento, d, del muelle justo cuando el bloque empieza a moverse.
    kd-µemgcosø-mgsinø=0 (2ª ley de Newton)
    d=(mg/k)(sinø+µecosø)
    Después he utilizado la ecuación de la energía disipada por fricción:

    f∆s=-∆E
    La E inicial es potencial elástica del muelle:
    La E final será potencial gravitatoria:
    Así pues queda:
    [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
    Ahora expreso h en función del desplazamiento ∆s (A partir de la trigonometría del dibulo):
    h=∆ssinø
    Como ∆s es igual a la distancia d elongada y f=µcFn, queda:
    -dsinø=µcFnd
    Por último, sustitutendo Fn=mgcosø y despejando µc, se obtiene:
    µc=1/2(µe-tanø)
    Solución del Libro:
    µc=tgø-1/2(1+µecosø)
    Muchas gracias de antemano por su tiempo.
  • Nachop
    Enana blanca
    Usuario regular

    • Aug
    • 272

    #2
    Re: Muelle en Plano inclinado

    Escrito por PyroPhysics Ver mensaje
    kd-µemgcosø-mgsinø=0 (2ª ley de Newton)
    No he revisado el resto del desarrollo, pero creo que tu error está acá, si la masa recién comienza a bajar, la fuerza del resorte y la de roce deben tener el mismo signo y no opuestos como lo tienes ahí

    Comentario

    • PyroPhysics
      Subgigante
      Usuario regular
      • Mar
      • 10

      #3
      Re: Muelle en Plano inclinado

      Gracias por responder Nachop. La masa inicialmente está en reposo y cuando el resorte se elonga una distancia d comienza a subir hacia arriba a lo largo del plano inclinado, por tanto la fuerza de rozamiento y el peso (hacia abajo) se oponen a la fuerza de restitución del resorte ( hacia arriba).
      Por favor si estoy equivocado te agradecería que me indicaras el error.

      Comentario

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