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 y 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 y Fy respectivamente.


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

eje de coordenadas

A la fuerza F  que ejerce la persona que arrastra el objeto al descomponerla en Fx y 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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