Autor Tema: Hallar trabajo de la fuerza de rozamiento si se aplica una fuerza inclinada

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28 Septiembre, 2018, 11:23 am
Respuesta #30

feriva

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Feriva, si no tenemos rozamiento, solo tendríamos una fuerza, sumatorio impar.

Hola, Sugata.

No, porque por la tercera ley de Newton, si el hombre empuja la caja en un sentido, aparece otra en sentido contrario independientemente de fuerzas no conservativas.

Al hilo de esto me ha venido a la cabeza una anécdota histórica que sucedió justo antes de que se enviara el primer cohete al espacio. Alguien dijo que el cohete no podría moverse, no podría avanzar en el espacio debido a que en el vacío la nave no tenía contra qué propulsarse, como sí pasaba con los aviones al “empujarse” contra el aire  (no recuerdo el nombre de quien lo dijo, me parece que fue un periodista americano). Y un científico de la NASA le mencionó la tercera ley de Newton.

Saludos.

28 Septiembre, 2018, 11:59 am
Respuesta #31

feriva

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28 Septiembre, 2018, 12:15 pm
Respuesta #32

sugata

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Feriva, si no tenemos rozamiento, solo tendríamos una fuerza, sumatorio impar.

Hola, Sugata.

No, porque por la tercera ley de Newton, si el hombre empuja la caja en un sentido, aparece otra en sentido contrario independientemente de fuerzas no conservativas.

Al hilo de esto me ha venido a la cabeza una anécdota histórica que sucedió justo antes de que se enviara el primer cohete al espacio. Alguien dijo que el cohete no podría moverse, no podría avanzar en el espacio debido a que en el vacío la nave no tenía contra qué propulsarse, como sí pasaba con los aviones al “empujarse” contra el aire  (no recuerdo el nombre de quien lo dijo, me parece que fue un periodista americano). Y un científico de la NASA le mencionó la tercera ley de Newton.

Saludos.

Pero como te he dicho, si yo empujó un bloque ejerzo una fuerza sobre él y el bloque sobre mi. Son dos fuerzas, pero aplicadas a diferentes cuerpos, por eso no se deben sumar, y por eso pueden haber sumatorios impares en este ejemplo que te digo sin fricción.

28 Septiembre, 2018, 12:18 pm
Respuesta #33

sugata

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Lo he encontrado en internet, Manoooh, mira

http://fisicaleyesnewton.blogspot.com/2010/11/tercera-ley-de-newton-o-principio-de.html

Es lo que te digo, yo ejerzo una fuerza sobre el peso y el peso la misma sobre mi. Las fuerzas están aplicadas a cuerpos distintos. Si siempre usamos la tercera ley sobre el mismo objeto, nunca habría aceleración.

28 Septiembre, 2018, 01:22 pm
Respuesta #34

feriva

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Lo he encontrado en internet, Manoooh, mira

http://fisicaleyesnewton.blogspot.com/2010/11/tercera-ley-de-newton-o-principio-de.html

Es lo que te digo, yo ejerzo una fuerza sobre el peso y el peso la misma sobre mi. Las fuerzas están aplicadas a cuerpos distintos. Si siempre usamos la tercera ley sobre el mismo objeto, nunca habría aceleración.

Claro, pero eso es que no se da, siempre hay una interacción entre lo que sea, los gases que expulsa un cohete y el propio cohete u otra cosa. Si piensas, yo que sé, en dar un manotazo en el vacío, pues hay aceleración, es muy difícil imaginar una fuerza sin aceleración.

La aceleración total del problema es cero en cualquier caso haya rozamiento o no, por ser la velocidad constante.

Lo que ocurre es que \( a_{1}m_{1}=-a_{2}m_{2}
  \), de tal forma que si las masas del hombre y el bloque fueran distintas también lo serían las aceleraciones; para que se pudiera cumplir la igualdad.

Si el rozamiento es muy bajo, despreciable, entonces lo que ocurre es \( F_{r}\thickapprox F_{N}\cdot\mu\thickapprox0
  \), y al ser igual en módulo que \( F_{x}
  \), pues \( F_{x}\thickapprox0
  \); que se traduce por hacer una fuerza muy pequeña, por no hacer casi fuerza para mover la caja. Las dos fuerzas serían iguales y prácticamente cero, pero siguen existiendo las dos; si no existe una, no puede existir la otra, porque en todo momento tienen que ser iguales (según el modelo de Newton).

Saludos.

28 Septiembre, 2018, 09:01 pm
Respuesta #35

sugata

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Decimos lo mismo.
Las fuerzas van por pares aunque estén aplicadas a cuerpos distintos.

29 Septiembre, 2018, 02:58 pm
Respuesta #36

feriva

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Decimos lo mismo.
Las fuerzas van por pares aunque estén aplicadas a cuerpos distintos.

Sí,

En el enlace que puse hay una cosa que dice mal (y no es extraño, el señor que lo ha escrito parece que es un psicólogo, por lo que he buscado en internet).

 Es en este párrafo:

“A primera vista parece que estas dos fuerzas deberían anularse, por ser iguales en valor y dirección y además opuestas; sin embargo no es así”.

Se contradice: si son iguales en valor y opuestas \( F_g+(-F_g)=0 \); a esto se llama anularse.

Confunde una cuestión más bien dinámica con una cinemática. Los pares de fuerzas se anulan independientemente de cuestiones de equilibrio y reposos. De hecho, lo que hace que estemos en reposo relativo respecto de la Tierra (nuestro sistema inercial) es eso, que las fuerzas opuestas son iguales. Otra cosa es que la Tierra se mueva y nos lleve de paseo por el espacio.

Saludos.

29 Septiembre, 2018, 11:31 pm
Respuesta #37

manooooh

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Hola a todos, muchas gracias por su participación

Entiendo que feriva (que confío en él) intenta decirnos que todas las fuerzas van de a pares, pero sugata (que también confío) explica que eso no ocurre si miramos un sólo cuerpo. En nuestro caso, sólo debemos considerar las fuerzas que son aplicadas a la caja, y no sumadas a las fuerzas que éste aplica sobre el resto (por más que sea cierto que vienen en parejas).

martiniano:

Sólo quería comentar que el concepto de proyección de un vector genera ambigüedad tanto en Física como en Matemáticas, ya que se puede referir tanto a un vector como a su módulo. La única opción que nos deja el que no haya un convenio al respecto es que cada uno adopte una de las dos definiciones y el resto averigüe por el contexto a qué se está refiriendo. Suele ser sencillo comunicarse a pesar de ello.

En cuanto a la última pregunta de manooooh, existe el concepto de tensor, aunque no creo que tenga relación con el problema.

   https://es.m.wikipedia.org/wiki/Cálculo_tensorial   

Gracias! Es muy interesante el concepto de tensor como generalización de los escalares, vectores y matrices, ya que éstos son casos particulares.

Por lo que veo un tensor no se lo especifica con negrita o una flecha encima. Sin embargo, como no he visto ese concepto, nos manejaremos con escalares y vectores. ¿La proyección de todas las fuerzas sobre un eje coordenado, es un vector o escalar?

Al consultar esta página (sección 1.4) dice lo siguiente: "Estas cantidades Fx, Fy se llaman "proyecciones" del vector F sobre los ejes x, y; mientras que vistos como vectores sobre los ejes, Fx, Fy, se llaman "componentes" del vector F". ¿Entonces? ¿Cada uno puede adoptar cualquiera de las notaciones?

Si aceptamos como válidas ambas, ¿es correcto decir "\( \displaystyle\boldsymbol{\sum F_y=0\implies|\vec N|-|\vec P|-|\vec F|\cos(53^\circ)=0} \)"? ¿La notación es correcta?

Saludos

30 Septiembre, 2018, 10:28 am
Respuesta #38

feriva

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, ¿es correcto decir "\( \displaystyle\boldsymbol{\sum F_y=0\implies|\vec N|-|\vec P|-|\vec F|\cos(53^\circ)=0} \)"? ¿La notación es correcta?


Yo he hojeado los libros que tengo  (desde los más recientes hasta otros antiguos)y no ponen flechas ni barras de módulo en los problemas que he ido viendo.

Spoiler

Te doy referencias para que no desconfíes :)
FISICA CLASICA Y MODERNA, de W.E. GETTYS y otros autores, editorial McGraw-Hill;
 Fisica General de José García Santesmeses (de 1968, sexta edición);
CUESTIONES DE FÍSICA para Bachillerato, Preuniversitario y Peritajes (1957) de Carmelo Oñate Guillén.
Física Preuniversitaria de Paul Tipler.
 Mecánica Clásica, de J. Taylor...
y algunos más.
[cerrar]

Me parece lógico que se haga así. Tú piensa, por ejemplo, en una masa de 1oo kg y otra de 50 kg. Las dejamos caer desde una altura de 2 metros; ambas recorren el mismo espacio y tardan en caer lo mismo: ¿existe o puedes imaginarte el concepto de distintas “coordenadas fuerza”,\( (f_{1},f_{2},f_{3}, \) para esas distintas fuerzas de \( 50\cdot9,8N  \) y \( 100\cdot9,8N \)?

La coordenada “x” de un vector es la diferencia entre las coordenadas “x” de dos puntos del espacio, pero esos dos objetos recorren el mismo espacio y además en el mismo tiempo, son vectores muy abstractos si los enmarcamos en el espacio.

La notación que empleas no es usual, no sé si correcta o no, eso es subjetivo.

Si se tiene \( N=-P+(F\cdot\cos\,53^{\circ})
  \), entonces \( N+P+(-F\cdot\cos\,53^{\circ})=0
  \) (corregido, que había puesto mal unos signos)

es decir

\( N+P-F\cdot\cos\,53^{\circ}=0
  \).

Pero es más frecuente esta notación  \( F_{N}+F_{g}-F_{R}\cdot\cos\,53^{\circ}=0
  \), donde el subíndice “R” (con minúscula también, pero aquí se confundiría con la de rozamiento) indica que es la “resultante” que aparece de aquí \( F_{x}^{2}+F_{y}^{2}=F_{R}^{2}
  \). Fíjate en que esta última igualdad es verdad, en cambio, esto \( F_{x}^{2}+F_{N}^{2}=F_{R}^{2}
  \)  es falso; pero en otro tipo de problema esta igualdad sí podría ser cierta. De ahí la importancia de entender aquí la fuerza normal como la suma de dos fuerzas; porque, si no, no tiene mucho sentido, todo es como una receta en la que uno opera sin saber qué son las cosas, qué está pasando. Y es mucho más importante razonar que ser formal, es decir, lo importante es dar sentido a lo que estamos haciendo, no tanto los símbolos que usemos.

Y se pone “P” sin signo porque “menos por menos”, más; el peso, P, es negativo de por sí, es como si escribes la aceleración “g”, que es negativa, si quisieras representarla en positivo para algo tendrías que escribir “-g”.

Del mismo modo, existe el par de fuerzas \( F_y \) y \( (-F_y) \); y en algún libro antiguo de los que he citado se representan así, como lo escribo, con el paréntesis, para que se vea que no es una sola fuerza aislada la cual podemos sumar o restar, sino que son dos distintas, es un par de fuerzas.

Te pongo una foto del libro de Santesmases en el spoiler

Spoiler


[cerrar]

Y aquí la referencia de la Wiki sobre el autor, en la que aparece una caricatura de él; y uno diría que Javier Santaolalla es la reencranción suya :D

https://es.wikipedia.org/wiki/Jos%C3%A9_Garc%C3%ADa_Santesmases



Saludos.

30 Septiembre, 2018, 12:20 pm
Respuesta #39

martiniano

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Hola.

A mí la notación de manooooh me parece correcta, pero estoy con feriva en que al módulo de un vector se le puede llamar igual que al vector pero si "flechita" encima, así se facilita la escritura y es la notación más extendida.

Añadir que muchos libros, sobre todo antiguos,  presentan los vectores en negrita en lugar de con flechita encima. Imagino que por cuestiones de impresión.

Saludos.