NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, energía mecánica)
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Adicional NMS 36* - El cuerpo m de la figura pesa 50 N y se encuentra en reposo en A. Desde ahí desciende por una rampa semicircular (R = 2 m). En el recorrido hasta B, el punto más bajo, su energía mecánica disminuye 40 J. ¿cuánto vale el módulo de la componente radial de la fuerza de contacto en B?
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| a) 50 N b) 0 N c) 130 N d) 10 N e) 110 N f) 190 N |
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| * Este ejercicio formó parte del examen libre de Física del CBC tomado el 13 de diciembre de 2013. Para ver el tema de examen completo hacer click acá. |
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Este ejercicio es un clásico... más bien: una figurita repetida. En la selección de No me salen, debe aparecer unas cinco veces por lo menos. Esta versión es una de las más sencillas, pero contiene un pequeño error de enunciado.
Todo pasa por la comparación de energías mecánicas entre A y B.
ΔEMAB = — 40 J
EMB — EMA = — 40 J
EPB + ECB — (EPA + ECA)= — 40 J
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Usando este sitema de referencia se nos simplifica un poco la cosa. La energía potencial de B será nula. La energía potencial de A valdrá mgR (ese es el error del enunciado, ya que no queda suficientemente claro cuál es la posición desde la que parte el cuerpo).
Además, la energía cinética en A también es nula, ya que el cuerpo parte del reposo. |
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ECB — EPA= — 40 J
½ m vB² — m g R = — 40 J
De esa expresión podemos despejar y calcular vB, que es crucial para poder calcular la fuerza de contacto en B.
vB² = ( m g R — 40 J ) / ½ m
vB² = ( m g R — 40 J ) / ½ m
vB² = 24 (m/s)²
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Ahora vamos a la dinámica: la sumatoria de fuerzas que actúan cuando el cuerpo está en B, es igual al producto de la masa por la aceleración (que es de tipo centrípeta) en ese punto.
Las fuerzas son dos: el apoyo con la rampa, N, (nuestra incógnita) y el peso, P:
N — P = m vB² / R
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N = P + m vB² / R
N = 50 N + 5 kg 24 (m/s)² / 2 m
N = 50 N + 60 N
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| Algunos ejercicios donde se repite este mismo motivo: 2.16, 2.17, 2.20, 2.23, AdN1, AdN3, y varios otros más. |
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| DESAFIO: ¿Cuánto vale el contacto en A? |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente y haciendo reproducciones decentes... fotocopias berretas en blanco y negro serán decomisadas. Última actualización ene-14. Buenos Aires, Argentina. |
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