Autor Tema: Trabajo y Energía

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24 Octubre, 2018, 12:28 am
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dario_oasis

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Hola cómo están? disculpen, me podrían ayudar con este ejercicio?



Un cuerpo de masa de 2 kg comprime un
resorte de constante k=500N/m una distancia x=10
cm. Luego el cuerpo se suelta, desliza por una
superficie horizontal sin rozamiento, cae por un plano
inclinado con coeficiente de rozamiento dinámico de
0.25 una altura h de 70 cm, continúa por una
superficie horizontal hasta entrar en un bucle de radio
R=20 cm, estos dos últimos tramos sin rozamiento.
Calcular:
a) La fuerza normal del bucle contra el cuerpo
en la parte más alta;
b) La velocidad a la salida del bucle.

28 Octubre, 2018, 05:07 am
Respuesta #1

delmar

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Hola

a) El cuerpo sufre significativamente tres cambios .

1. Movimiento desde su posición inicial A, hasta la posición de deformación nula del resorte B.

Luego el cuerpo se mueve desde B hasta el inicio del plano inclinado C, con velocidad constante, no hay rozamiento.
 
2. Movimiento desde C hasta el final del plano inclinado D.

Luego el cuerpo se mueve desde D hasta el inicio del bucle E, con velocidad constante, no hay rozamiento.

3. Movimiento desde E hasta la  parte mas alta F.
 
¿Qué fuerzas se ejercen en cada una de estas etapas?

En 1 :

Fuerza elástica (resorte), gravitatoria (peso) y la reacción normal del piso; únicamente la primera hace trabajo. Utiliza la ecuación de la energía  (relación  entre la variación de la energía cinética y el trabajo) entre A y B para conocer la velocidad en B, observa que la fuerza elástica es conservativa, su trabajo es igual a la variación de la energía potencial elástica.

En 2 :

La fuerza gravitatoria, la reacción normal del plano inclinado y la fuerza de rozamiento dinámico del plano. Solamente la primera y la última hacen trabajo. Utiliza la ecuación de la energía entre C y D para calcular la velocidad en D.

En 3 :

La fuerza gravitatoria y la reacción normal del bucle, la única que hace trabajo el la gravitatoria. Aplica la ecuación de la energía entre E y F, para calcular la velocidad en F.

Saludos

Para el apartado b) las etapas 1 y 2 son iguales, la 3 va desde E hasta E' (punto E después de recorrer todo el bucle), el método es el mismo.