Una fuerza horizontal F = 50N empuja un bloque que pesa 25N contra una pared vertical, tal cual como se muestra en la figura. Si el coeficiente de rozamiento estático entre la pared y el bloquees de 0,6 y el coeficiente de rozamiento cinético es de 0,4. Suponga que el bloque no se está moviendo inicialmente.
¿Comenzará a moverse el bloque?
Determine la fuerza que la pared ejerce sobre el bloque
Respuestas a la pregunta
Para conocer la fuerza que la pared ejerce sobre el bloque se aplica el sistema de fuerzas con su diagrama de cuerpo libre en la figura, si el bloque se encuentra pegado a la pared, se utiliza el coeficiente estático, y su fuerza que ejerce la pared será de:
- P estática = 10 N
Pero si el bloque se encuentra no pegada a la pared como el primer caso, se utiliza el coeficiente cinético, y su fuerza que ejerce la pared será de
- P cinética = 40 N
¿Qué es la estática de fuerzas?
La estática de fuerzas estudia el equilibrio de las fuerzas de un cuerpo en reposo, dentro de estas fuerzas tenemos, la fuerza aplicada F, la fuerza de roce fr, el peso del cuerpo, y la fuerza normal, todas estas fuerzas deben estar en equilibrio.
¿Qué es el diagrama de cuerpo libre de un cuerpo?
El diagrama de cuerpo libre de un cuerpo es la representación de todas las fuerzas existentes que se aplican a un cuerpo sólido y en condición de ello, se generan fuerzas que reaccionan internamente, cumpliendo con la ley de acción y reacción.
Planteamiento
- fuerza horizontal que empuja al bloque / 50 N
- coeficiente de rozamiento estático / uk = 0,6
- coeficiente de rozamiento cinético / uc = 0,4
1. Para conocer la fuerza que ejerce la pared sobre el bloque, debemos conocer la fuerza de roce que existe, haciendo una sumatoria de fuerzas horizontal y vertical, suponiendo que no se mueve la caja se tiene:
- ∑Fx = 0
- F - fr - P = 0
- siendo P la fuerza de la pared ejercida
2. Planteamos la sumatoria de fuerzas vertical esto es:
- ∑Fy = 0
- N = W = 25 N
3. Finalmente, despejamos de la ecuación horizontal la fuerza P , y calculamos la fuerza de rozamiento, así:
- Fr estático= uk x N = 40 N
- Fr cinético = uc x N = 10 N
4. El valor para la fuerza que ejerce la pared será:
- Fuera estática de la pared
- P = 50 N - 40 N = 10 N
- Fuera cinética de la pared
- P = 50 N - 10 N = 40 N
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