ok. a lo que voy jabato es que tu tomas la fuerza inercial y que relaciona al coeficiente dinamico \( \mu_k \), el enunciado pide la fuerza minima para mover el bloque y da como dato el
coeficiente estatico, luego interviene unicamente el coeficiente estatico (en ese primer instante de transision) y la fuerza inecial en contra sólo tiene lugar en cuanto ya se ha puesto en movimiento el bloque., claro como tu lo pones también lo veo correcto, de hecho se me hace mas real, lo que pasa que como se pide el momento en que se moverá, se me hace una singularidad donde da lo mismo que sea del "lado" estático o dinámico....
Mira esto viene de la wiki y mas o menos es como lo veo yo también.
Rozamiento estáticoSi sobre una la línea horizontal ''
r'', se tiene un plano inclinado un ángulo \( \alpha \) y sobre este plano inclinado se coloca un cuerpo con rozamiento, se tendrán tres fuerzas que intervienen:
'''
P''': el peso del cuerpo vertical hacia abajo según la recta ''
u'', y con un valor igual a su masa por la aceleración de la gravedad: P = mg.
'''
N''': la fuerza normal que hace el plano sobre el cuerpo, perpendicular al plano inclinado, según la recta ''
t''
'''
Fr''': la fuerza de rozamiento entre el plano y el cuerpo, paralela al plano inclinado y que se opone a su deslizamiento.
Si el cuerpo está en equilibrio, no se desliza, la suma vectorial de estas tres fuerzas es cero:
: \( \vec P + \vec F r + \vec N = 0 \) osea \( P_t+F r =0 \)
Lo que gráficamente seria un triángulo cerrado formado por estas tres fuerzas, puestas una a continuación de otra, como se ve en la figura.
Si el peso '''
P''' del cuerpo se descompone en dos componentes: '''
Pn''', peso normal, perpendicular al plano, que es la componente del peso que el plano inclinado soporta y '''
Pt''', peso tangencial, que es la componente del peso tangencial al plano inclinado y que tiende a desplazar el cuerpo descendentemente por el plano inclinado. Se puede ver que el '''
Pn''' se opone a la normal, '''
N''', y el peso tangencial '''
Pt''' a la fuerza de rozamiento '''
Fr'''.
Se puede decir que el '''
Pn''' es la fuerza que el cuerpo ejerce sobre el plano inclinado y la normal, '''
N''', es la fuerza que el plano inclinado hace sobre el cuerpo impidiendo que se hunda, '''
Pn''' = '''
N''' para que este en equilibrio. El peso tangencial '''
Pt''' es la fuerza que hace que el cuerpo tienda a deslizarse por el plano y '''
Fr''' es la fuerza de rozamiento que impide que el cuerpo se deslice, para que este en equilibrio '''\( Pt \)''' = '''\( Fr \)'''.
\( Pn = N \, \)
\( Pt = Fr \, \)
Cuando el cuerpo está en equilibrio estas dos ecuaciones determinan la igualdad de fuerzas, también es necesario saber que:
\( Fr = \mu_e N \, \)
\( P = mg \, \)
y que la descomposición del peso es:
\( Pn = P \cos ( \alpha ) \, \)
\( Pt = P \sin ( \alpha ) \, \)
Con lo que se determinan las condiciones del equilibrio de un cuerpo en un plano inclinado con el que tiene fricción. Es de destacar la siguiente relación:
\( P \cos ( \alpha ) = N \, \)
\( P \sin ( \alpha ) = \mu_e N \, \)
Haciendo la sustitución de N:
\( P \sin ( \alpha ) = \mu_e P \cos ( \alpha ) \, \)
que da finalmente como resultado:
\( \frac{\sin ( \alpha ) }{\cos ( \alpha ) } = \tan ( \alpha ) = \mu_e \, \)
entonces la fuerza que hay que vencer es \( Ft=F_r+Pt=\mu_e P \cos ( \alpha ) + P \sin ( \alpha ) \)
El coeficiente de rozamiento estático es igual a la tangente del ángulo del plano inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibrio sin deslizar.
Y tu planteamiento es con \( F_i \)(fuerza debida a la inercia):
que como dije es más realista, pero al final sera aproximadamente lo miso, a la hora de meterle numeros a las formulitas...