Un bloque de 3kg parte desde la base de un plano inclinado con una rapidez de 5m/s debido a una fuerza F paralela al plano inclinado. La superficie es rugosa (mk=0.6) y forma un ángulo de 40º con la horizontal. La aceleración del bloque es de 4 m/s2, calcular el trabajo hecho por la fuerza neta ejercida sobre el bloque cuando se ha desplazado 5m sobre el plano.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Ecuaciones del movimiento
Para analizar el movimiento, situamos el eje X a lo largo del plano inclinado, con el origen en la posición del extremos libre del muelle sin deformar, la parte positiva apuntando hacia abajo. Las etapas del movimiento son las siguientes:
1.-El bloque baja deslizando por el plano inclinado
El bloque parte de la posición x0<0 y desliza hacia abajo si la componente del peso mg·senθ es mayor que la fuerza de rozamiento máxima, μs·mg·cosθ, en caso contrario, permanecerá en reposo en la posición inicial.
mgsenθ≥μs·mg·cosθ
El ángulo θ del plano inclinado para que el bloque deslice tiene valer tanθ≥μs
Supongamos que se cumple esta condición y el bloque desliza hacia abajo. Las fueras sobre el bloque son:
El peso mg
La reacción del plano N=mg·cosθ
La fuerza de rozamiento, de sentido contrario a la velocidad del bloque fr=μk·N
Explicación: