Autor Tema: Cálculo de trabajo

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22 Agosto, 2025, 05:49 am
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ferbad

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Hola amigos podrían ayudarme con el siguiente ejercicio. Muy agradecido

Una niña de 33 kg  se sube a un tobogán de 5m de largo que forma
un ángulo de 53° con la horizontal y se desliza hasta la base
Si el coeficiente de rozamiento entre la niña y el tobogán es 0,2 y la normal vale 298N

a) Dibuja
b) Calcula el trabajo de la fuerza normal

\( WN= 298 * 5 * cos(90°) = 0 J \)

c) Calcular la fuerza de rozamiento y el trabajo que realiza

\( fr=N * u = 298 * 0,2 = 59,6 N \)
\( Wfr=59,6 * 5 * cos(180°) = -298 J \)


d) Calcular el peso y el trabajo que realiza (No sé que ángulo forma el desplazamiento con el peso puede ser 37°)



22 Agosto, 2025, 08:36 am
Respuesta #1

martiniano

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Hola.

Si la niña pesa 33 kg la normal a mí me sale \[ 33\cdot{}9.8\cdot{}\cos 53°=195,4 N \]. La otra cifra probablemente venga de tener la calculadora en radianes y cambiarle el signo, o algo así.

d) Calcular el peso y el trabajo que realiza (No sé que ángulo forma el desplazamiento con el peso puede ser 37°)

Sí. 90-53=37 grados.

Un saludo.

22 Agosto, 2025, 12:11 pm
Respuesta #2

ani_pascual

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Hola:
...
 La otra cifra probablemente venga de tener la calculadora en radianes y cambiarle el signo, o algo así.
...
Tiene toda la pinta... ;D
Saludos

22 Agosto, 2025, 12:22 pm
Respuesta #3

Richard R Richard

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Hola, puede que el problema  tenga otra interpretación, 
Quizá el ángulo 53 se refiera a la escalera  del tobogan , dejando claro que la altura respecto al suelo será de 4m, y de allí se desliza al suelo por una pendiente en la que la normal si vale 298N, y según he calculado el largo del plano inclinado es 10.29m con un ángulo respecto  a la horizontal de 22.859 grados.
$$N=mg\cos\theta $$ de donde  se despeja el ángulo de descenso.

La forma que vienes calculando los trabajos es correcta.
Te quedará $$10.29m×298N ×(-1)×0.2$$ es el trabajo del rozamiento,  tu interpreta por qué el signo es negativo.

Para el trabajo de la fuerza de gravedad  ahora  es más fácil  saber cuanto  subió la niña por la escalera, 4m y esa es la diferencia  de nivel con la horizontal, sin importar  el ángulo de bajada , el trabajo  de la gravedad  se mide en base a la altura  que asciende  o desciende.
$$5m\sin53=10.29\sin 22.859=4m=\Delta  h$$
$$W_g=mg\Delta h$$  En este caso será positivo porque la componente  de la dirección  del movimiento  tiene el mismo  sentido que la fuerza  peso.

PD: cuando dice a un tobogán "de" 5m de largo parece ser clara la interpretación  que ustedes le dan, pero es claro también con ese ángulo del plano respecto  a la horizontal  no puede resultar  la normal 298N , como bien se dieron  cuenta.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

22 Agosto, 2025, 03:09 pm
Respuesta #4

ferbad

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Muchas gracias a todos. En este caso la fuerza Normal la inventa el profesor no se corresponde con la
componente vertical del peso

22 Agosto, 2025, 03:32 pm
Respuesta #5

martiniano

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Entonces, para calcular el trabajo que realiza el peso se puede hacer calculando el peso, y eso lo vas a poder hacer a partir de la masa de la niña o de la normal, y te dará valores diferentes.

22 Agosto, 2025, 04:20 pm
Respuesta #6

JCB

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... / ...
En este caso la fuerza Normal la inventa el profesor no se corresponde con la
componente vertical del peso


Hola a tod@s.

ferbad: el texto en negrita no tiene sentido. Claro que la fuerza normal no se corresponde con la componente vertical del peso. Esto solo ocurre en el caso de que la masa esté en un plano horizontal.

Y en cuanto a la ocurrencia de tu profesor de establecer una reacción normal (si es que así ha sido), me reservo la opinión.

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.

22 Agosto, 2025, 04:28 pm
Respuesta #7

ani_pascual

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Hola:
Muchas gracias a todos. En este caso la fuerza Normal la inventa el profesor no se corresponde con la
componente vertical del peso
Como bien apunta JCB, lo que sí tiene sentido es decir que la normal coincide en módulo con la componente del peso perpendicular al plano inclinado del tobogán.
Insisto en que por el dato numérico de la normal dado por el profesor, tiene toda la pinta de que lo ha obtenido con la calculadora en modo radianes, \( mg\cos (53 \, rad)=-297\, N \), tal y como sugiere martiniano :)
Saludos

22 Agosto, 2025, 11:36 pm
Respuesta #8

Richard R Richard

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Muchas gracias a todos. En este caso la fuerza Normal la inventa el profesor no se corresponde con la
componente vertical del peso
Entonces lo que elucubré, no tiene ningun sentido.  Y como te han dicho es un gazapo al calcular.

Saludos  \(\mathbb {R}^3\)