Ejercicios

2.128   En la siguiente figura:

aceleración

La persona que arrastra el objeto de 40 kilos-masa, también se encuentra sobre el plano inclinado y además, la fuerza de 500 N que aplica sobre el objeto lo hace con un ángulo de 42º con respecto a dicho plano que a su vez forma un ángulo de 30º respecto a la horizontal del suelo.

Si el coeficiente µe=0,5 ¿con qué aceleración movemos el objeto?

Respuesta:

Solución

El peso del objeto en newtons es: aceleración

Este Peso es la resultante de las componentes Px Py donde el plano inclinado forma 30º con horizontal del suelo.

La componente perpendicular al plano inclinado Py  tiene el mismo valor que la Normal: aceleración


aceleración

Hemos colocado el recuadro porque los datos que incluye los vamos a necesitar más adelante y de este modo los tenemos fácilmente localizados.

Ahora vamos a fijar nuestra atención en lo que se halla dentro de la circunferencia del dibujo siguiente y que son  las componentes de la fuerza  F  que aplica la personasituada sobre el plano inclinado de 42º y que las hemos dibujado con color verde  que corresponden a Fx Fy respectivamente.


En rojo, sobre un supuesto eje de coordenadas, dichos valores en sus ejes correspondientes:

eje de coordenadas

A la fuerza  que ejerce la persona que arrastra el objeto al descomponerla en Fx Fy vemos que:

fuerza

Es muy importante que observes que las componentes de P cuyos valores los hemos colocado en el recuadro anterior de color azul son vectores cuyos sentidos son opuestos a las componentes de F cuyos valores los tienes en el interior del recuadro verde.

El valor de la Normal correspondería a Py si no hubiese ninguna otra fuerza pero existe la componente Fy que tiene el sentido opuesto a Py.

fuerza

Ahora analizamos lo que sucede en el eje x.

Si observas el dibujo siguiente en el contenido que hay dentro del contorno de la elipse:

elipse

Nos encontramos con una fuerza de tracción ejercida por la persona que tira del objeto hacia la derecha y hacia arriba Fx equivalente a 333, 5 N. pero hay que descontar:

1- La fuerza en sentido opuesto Px de 196 N.

2- La fuerza de rozamiento que también actúa en contra de la realizada por la persona que arrastra el objeto

fuerza rozamiento


Nos queda:

fuerza rozamiento

El objeto se mueve porque se ejerce sobre él una fuerza neta de 172,25 N y sabemos que la fuerza es directamente proporcional con la masa y con la aceleración ( F = m . a ) por lo que escribimos:

fuerza rozamiento

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