Autor Tema: Hallar coeficiente de rozamiento cinemático si hay fuerza horizontal

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01 Octubre, 2018, 10:01 am
Respuesta #10

martiniano

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Hola.

\( \displaystyle\sum F_y=0\implies N-P\cos37^\circ-F\sin37^\circ=0\implies N-14~N\approx0\implies N\approx14~N. \)

\( \displaystyle\sum F_x=0\implies F\cos37^\circ-P\sin37^\circ-f_r=0\implies2~N-f_r\approx0\implies f_r\approx2~N. \)

Luego

\( f_r=\mu_cN\implies\mu_c=\dfrac{f_r}{N}\approx\dfrac{2~N}{14~N}\implies\boxed{\mu_c\approx0.14}. \)

¿Es correcto?

Sí, aunque coincido con sugata que queda todo más claro si pones las unidades sólo al final de algún cálculo, ya has visto, ¿no?

Saludos.

01 Octubre, 2018, 12:26 pm
Respuesta #11

nia

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notas

No es correcto decir que cada fuerza tiene su contraria, por muy inducida que se valga. Por lo comentado, eso pasa si no se acelera el bicho, para cumplir la ecuación del sistema que prima, no siendo necesario que el rozamiento trabaje a tope, teniendo un tope en uno u otro sentido, contrario a la marcha a tope si marcha, y contrario a donde se empuje (tanto o menos) si está parado.

Creo que se mezclan las fuerzas inducidas, para cumplir la ecuación (F = m x a), con designar a la masa por aceleración como una fuerza mas, lo que nos daría la ecuación F - m x a =0, donde, efectivamente, unas "fuerzas" se compensan con otras, las "naturales" y las "inducidas" con unas supuestas "ficticias o malignas", que lo anulan todo. Es un problema de nomenklaturas distintas, que juntas llevan a contradicción.

No olvidemos que las fuerzas se miden interponiendo un muelle y leyendo lo que encoje, mientras que la aceleración es una cuestión matemática de la curva que describe un móvil. La masa es una constante (que, a lo mas, también depende de la velocidad, también deducible de la trayectoria temporal). Esto es: viendo lo que se aplastan los muelles se como se desplazaría, y viceversa. Es una relación entre entidades distintas, donde unas veces se lo que vale un lado y otras el otro.

Como para todo, primero tenemos que coger un papel grande y un lápiz tiñoso, entre otras cosas para distinguirnos de los de letras. y pintar los ejes de referencia, incluso del sistema del triedro de referencia y a donde salen disparados los productos vectoriales, mejor si son perpendiculares unitarios, en el posible avance del cuerpo y su perpendicular. No tiene demasiado sentido girar las figuras, ya que aportan solo el módulo de las fuerzas y tendríamos que seguir dando los ejes y su sentido y consignar las entidades.

Soy partidario, al comienzo, de representar las fuerzas a pelo, grueso, y sus proyecciones, en los ejes de referencia, con trazo discontinuo, o al contrario, o en distinta figura, sin pereza. Y sí que expondría separadamente el caso de aceleración nula del que no, y del nulo lo matizaría en dos según llegaran o nó al extremo de ponerse en marcha. Por ejemplo, si tomamos la fuerza de rozamiento siempre igual, el coeficiente por el aplastado, lograríamos que las cajas subieran pendientes con intervención divina hasta cierta tangente, etc.

Añadido al rato.

El ángulo de rozamiento es una discontinuidad en el comportamiento, así que es interesante ver que ocurre antes y qué ocurre luego, como mas formativo. Antes, la fuerza de rozamiento no está a tope y luego no da a tope.

El ejercicio creo que sería menos particular si diéramos una aceleración cualquiera, no necesariamente la nula, creo en mi credo. Claro que: medir aceleraciones, el reprís, es mas complicado, que en f = m x a  se suele partir del dato de la f  para calcular el movimiento, aunque se confirmó de ver las trayectorias temporales de los planetas, después del de la modesta manzana al peso. Todos los que hemos tratado a Newton personalmente, sabemos lo vanidoso que es.

01 Octubre, 2018, 12:38 pm
Respuesta #12

feriva

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La ecuación de la mecánica, dice que las fuerzas exteriores son la masa por la aceleración. Y que así vea, de repente, solo tengo de verdad la del peso, pero debe de haber otras "inducidas externas", porque si, p.e., la caja no se mueve o no tiene aceleración, no me cuadra la ecuación F=m x a... a no ser que suponga que suponga que, la fuerza "inducida externa" sea igual al peso y de sentido inverso.


La caja sube con velocidad constante, entonces su aceleración total es cero, no es que no tenga aceleración.

Como la aceleración es \( \dfrac{D}{t^{2}}
  \) para cualquier desplazamiento D, si decimos que la aceleración es cero entonces sería \( \dfrac{D}{t^{2}}=0\Rightarrow D=0
  \); y eso no es verdad, porque existe tiempo y desplazamiento.

Lo que ocurre es que la aceleración es igual en los sentidos y entonces \( \dfrac{D}{t^{2}}-\dfrac{D}{t^{2}}=0
  \), y de esta forma ya no implica D=0 ni mucho menos, no implica que el objeto esté parado.

Saludos.

01 Octubre, 2018, 02:51 pm
Respuesta #13

nia

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La "aceleración nula" es lo mismo que decir "aceleración cero", y claro que la tiene, pero se da a velocidad constante, sea esta a su vez cero o no... y viceversa.

La fórmula que da el desplazamiento para una aceleración constante es mas complicada, de memoria arcaica:

D=D_inicial +v_inicial x tiempo + 1/2 aceleración x tiempo_al_cuadrado,

o en la forma mas clásica:

e= e0 + vo x t + 1/2 x a x t x t,

resultado de integrar la ecuación diferencial f=m x a, ya que "a" es la derivada segunda del espacio, el reprís del coche, lo que siento en el cogote al arrancar o frenar, sea mucho/poco/nada. (En general, vale también para las curvas, donde se va la cabeza de "mediolao".)

Si la aceleración es nula, cero, queda: e= e0 + v0 x t, donde vemos que sigue desplazándose o no, según la velocidad que traía antes de marcha fuera nula o no (respectivamente), ya que si no toco el acelerador ni el freno ni curvas no noto pescozón, como de "parao".

Dada una ecuación, como f = ma, son muchas las soluciones variadas, las trayectorias, que dependen de los antecedentes criminales para delimitarlas. Así, con la misma ecuación de la Luna, podría estrellarse contra nosotros al rato, si hubiéramos nacido parados, solo hay que ver como da vueltas para pillarnos descuidados. No te digo lo que sería si un meteorito la frenara y no saliéramos por patas.


01 Octubre, 2018, 04:57 pm
Respuesta #14

feriva

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La "aceleración nula" es lo mismo que decir "aceleración cero", y claro que la tiene, pero se da a velocidad constante, sea esta a su vez cero o no... y viceversa.

La fórmula que da el desplazamiento para una aceleración constante es mas complicada, de memoria arcaica:

D=D_inicial +v_inicial x tiempo + 1/2 aceleración x tiempo_al_cuadrado,

o en la forma mas clásica:

e= e0 + vo x t + 1/2 x a x t x t,

resultado de integrar la ecuación diferencial f=m x a, ya que "a" es la derivada segunda del espacio, el reprís del coche, lo que siento en el cogote al arrancar o frenar, sea mucho/poco/nada. (En general, vale también para las curvas, donde se va la cabeza de "mediolao".)

Si la aceleración es nula, cero, queda: e= e0 + v0 x t, donde vemos que sigue desplazándose o no, según la velocidad que traía antes de marcha fuera nula o no (respectivamente), ya que si no toco el acelerador ni el freno ni curvas no noto pescozón, como de "parao".

Dada una ecuación, como f = ma, son muchas las soluciones variadas, las trayectorias, que dependen de los antecedentes criminales para delimitarlas. Así, con la misma ecuación de la Luna, podría estrellarse contra nosotros al rato, si hubiéramos nacido parados, solo hay que ver como da vueltas para pillarnos descuidados. No te digo lo que sería si un meteorito la frenara y no saliéramos por patas.



Vamos por partes, que decía Jack el destripador, que, si no, todo es un batiburrillo.

Hay que distinguir entre el análisis dinámico y el cinemático.

Si tenemos un hombre de 70 kilos que empuja una caja de de 70 kilos a velocidad constante, entonces en la igualdad las masas se cancelan y la ecuación queda \( a_{1}=-a_{2}
  \), sin que impliquen que estas aceleraciones sean cero. Si tenemos masas distintas, las aceleraciones asociadas a cada masa en cada fuerza serán distintas. Pero, en cualquier caso, éste es un problema cinemático.

Ahora podemos pensar en un objeto que se mueve sin causa conocida; me da igual que lo empujen, que se propulse él mismo o que un brujo haya hecho algún encantamiento, se mueve y ya está; éste es un análisis dinámico.

Por tanto, si se mueve, se desplaza una longitud \( D\neq0
  \) en un tiempo \( t \neq 0 \). Y si es así está sometido a una velocidad de algún tipo, constante o no constante.

En consecuencia de los dicho, la velocidad, por definición, básicamente es \( \dfrac{D}{t}
  \) y la fórmula básica de la aceleración, en principio, es \( \dfrac{D}{t^{2}}
  \).

Si la velocidad es constante, entonces la aceleración es cero y podemos escribir \( a=0=\dfrac{D}{t^{2}}-\dfrac{D}{t^{2}}
  \), lo que es trivialmente cierto y nos sirve para justificar matemáticamente que D, entendiendo una aceleración total o suma, no tiene por qué ser cero; y no hace falta justificar si es así de verdad o qué fuerzas o fantasmas intervienen, ni falta que me importa eso (como decía el disléxico del chiste) porque no es un análisis cinemático, es dinámico.

Saludos.

01 Octubre, 2018, 07:24 pm
Respuesta #15

nia

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Si la velocidad es constante, la aceleración es 0, por ser su derivada. Se lo comenté a Jack, en medio de su batiburrillo, pero no creo que me atendiera.

La cinemática es lo que se deduce matemáticamente del movimiento, de, p.e, con nuestra "a", la aceleración de un punto o figura celestial, sin masa corpórea, que puede ir errático, llegado el caso, por donde nos dé la gana, sin que se le retuerza el pescuezo angelical.

La dinámica es lo que se deduce si el punto tiene masa, si es terrenal, con su "m", que multiplicado por la "a" de marras, nos dice que fuerza hay que aplicarle, para que cumpla la "traza" del plan.  Y viceversa: sabiendo los "esfuerzos" que nos tomemos, así irán las cosas terrenales, por unos u otros "derroteros" cinemáticos. Y en este caso... si que podemos troncharnos el gañote.

Nota En cuanto a las ecuaciones que manejas, Feriva, no creo que sean las óptimas, por suavizar la cosa.

01 Octubre, 2018, 08:01 pm
Respuesta #16

feriva

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Si la velocidad es constante, la aceleración es 0, por ser su derivada. Se lo comenté a Jack, en medio de su batiburrillo, pero no creo que me atendiera.


Bueno, no encuentro mucha relación con lo que te decía; en el movimiento de los cuerpos celestes también intervienen la aceleración centrípeta y la tangencial pero no deja de existir la aceleración total por la suma de componentes; y las aceleraciones no dejan de hallarse derivando.

La aceleración es una derivada segunda, lo cual no es fácil de visualizar geométricamente. Yo no la visualizo, pero sí me gustaría; ¿tú puedes visualizar el porqué de por qué la aceleración es cero, cuando la aceleración es constante, mediante la definición de derivada? Pues yo no, sinceramente, no sé, si fuera de otra manera lo hubiera justificado con la derivada segunda. Y no digo que no se pueda ver así, quizá los que saben más si pueden.

(La ecuación que manejo es, sintéticamente "aceleración total = a-a=0", puede ser tonta, pero es rigurosamente cierta :) )

Saludos.

Saludos. 

01 Octubre, 2018, 08:23 pm
Respuesta #17

manooooh

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Hola

Entonces, ¿decir \( F=ma=m0 \) es una falacia?

Porque si \( F=m0\implies0=F/m \), y como la fuerza no es nula, ¿qué debería pasar con la masa para que el cociente sea nulo? ;) ;).

Saludos

P.D. Este es mi mensaje 999, ¿qué me recomiendan hacer/publicar para llegar a los 1000? Tengo más ejercicios de Física, pero me gustaría involucrar a la mayor parte de usuarios del foro con alguna noticia o simplemente agradecerles a todos ustedes en un nuevo tópico :D.

01 Octubre, 2018, 09:38 pm
Respuesta #18

feriva

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P.D. Este es mi mensaje 999, ¿qué me recomiendan hacer/publicar para llegar a los 1000?

¿Qué hora es por allí?

(así al contestarme ya tienes el número mil :D )

Saludos.

01 Octubre, 2018, 10:24 pm
Respuesta #19

manooooh

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¿Qué hora es por allí?

(así al contestarme ya tienes el número mil :D )

¡¡1000!! Gracias a todos por su valiosa ayuda en todo este tiempo. :) :) :)



Volviendo al tema, pregunto en serio...

Entonces, ¿decir \( F=ma=m0 \) es una falacia?

Porque si \( F=m0\implies0=F/m \), y como la fuerza no es nula, ¿qué debería pasar con la masa para que el cociente sea nulo? ;) ;).

¿Es falso o puede ocurrir? ¿O más bien ocurre cuando \( \color{red}\sum\color{black}F=m0 \)?

Saludos