5 Estrellas a quien lo resuelva Un bloque de 7.96 kg descansa sobre un plano inclinado a 22° respecto a la horizontal. El coeficiente de fricción estática es de 0.25, mientras que el coeficiente de fricción cinética es de 0.15. (a) .Cual es la fuerza F mínima, paralela al plano, que impedirá que el bloque se deslice por el plano hacia abajo? (b) .Cual es la fuerza F necesaria para mover al bloque hacia arriba a velocidad constante?
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Veamos.
Sobre el bloque actúan las siguientes fuerzas.
F, paralela al plano, hacia arriba.
Fr, fuerza de rozamiento. Debe ser hacia arriba, en contra de la tendencia del cuerpo a bajar.
m.g, peso del cuerpo, vertical hacia abajo.
El peso se descompone en dos direcciones: m.g.sen 22°, paralela al plano y R = m.g.cos 22°, perpendicular al plano inclinado.
La sumatoria de todas las fuerzas en la dirección del plano debe ser nula. La fuerza de rozamiento alcanza su valor máximo, u.R (u = 0,25 coeficiente estático)
Positivas hacia arriba: F - m.g.sen 22° + u.R = 0
Despejamos F = m.g.sen 22° - u.m.g.cos 22°
F = 7,96 kg . 9,80 m/s^2 . (sen 22° - 0,25 . cos 22°) = 11,4 N
Si se quiere mover el bloque hacia arriba, la fuerza de rozamiento será hacia abajo.
F - m.g.sen 22° - u.m.g.cos 22° = 0
F = 7,96 kg . 9,80 m/s^2 . (sen 22° + 0,15 . cos 22°) = 40,1 N
Espero que te sirva. Saludos.
ΣFx = 0
W*sen22°=Fr
W*sen22°=μ*N....................1
ΣFy = 0
N - W*COS22° = 0
N = W*cos22°................2
(2) 2n (1)
W*sen22°=μ*W*cos22
μ = tg22° = 0,4 lo cual es mayor que μs =0,25 y el cuerpo necesita de una fuerza para mantenerlo en su posicion de equilibrio.
ΣFx = 0
Fr + F - W*sen22° = 0
F = - Fr + W*sen22°
F = - μs * N + W*sen22°= - 0,25*W*cos22° + W*sen22° = m*g*(sen22°-0,25*cos22°)
F = 11,14 Nw es la minima fuerza
(b) .Cual es la fuerza F necesaria para mover al bloque hacia arriba a velocidad constante?
ΣFx = F - Fr - W* sen22° = 0
F = W*sen22° + Fr = W*sen22° + μk * N = W*sen22° + μk * W*cos22°
F = W*(sen22° + μk * cos22°) = m*g*(sen22° + μk * cos22°)
F = 7,96*9,8 Nw*( sen22° + 0,15 * cos22°) = 40,07 Nw
a) la fuerza mÃnima es la misma que la fricción.
b) alrededor de 15 kilos por centÃmetros cuadrados