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NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
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NMS d1.54* -Un bloque sube y luego baja por un plano inclinado sin rozamiento. Sabiendo que, en todo instante, el bloque está en contacto sólo con la superficie de dicho plano inclinado, entonces:
a) La aceleración del bloque es mayor durante la bajada que durante la subida.
b)
Mientras el bloque sube, la fuerza resultante sobre él es igual que mientras la bajada.
c)
Mientras el bloque sube, la fuerza resultante sobre él es menor que mientras la bajada.
d) El bloque podría subir a velocidad constante si la velocidad inicial fuese lo suficientemente alta.
e) La aceleración del bloque es de 10 m/s².
f) La fuerza resultante sobre el bloque es mayor que su peso. |
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Este es un típico caso en el que te podés confundir por hacerle caso (pero cuando no corresponde) a tu intuición. Porque vos nunca viste un bloque subiendo o bajando por un plano inclinado sin rozamiento. Lo más parecido que podés haber visto es un carrito con sus ruedas bien aceitadas... pero aún así, tampoco corresponde. Bueno, de todos modos es muy sencillo. Vamos a las opciones, de a una y como van apareciendo:
a) La aceleración del bloque es mayor durante la bajada que durante la subida. FALSO. La aceleración es la misma. Miremos el DCL. |
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Las únicas fuerzas que actúan sonel peso, P y la fuerza de contacto con el plano, N. La garantía de que estas son las dos únicas fuerzas la da el mismo enunciado que dice que no hay rozamiento y que el bloque no entra en contacto con nada más que no sea con el plano.
La aceleración estará dada por la resultante, ΣF, según indica Newton:
ΣF = m a
Y para visualizar correctamente esa resultante basta con descomponer la fuerza peso en dos direcciones. La componente y del peso, Py, se cancela con el apoyo (el bloque no se hunde en el plano ni sale volando). De modo que la resultante no es otra que la componente del peso paralela al plano,.
Tanto en la subida como en la bajada las fuerzas que actúan son las mismas, estas únicas dos, y de la misma manera. De modo que la aceleración también es la misma, y apunta hacia abajo. Eso hace que el bloque mientras sube lo haga frenando y mientras baja lo haga aumentando su velocidad. |
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b)
Mientras el bloque sube, la fuerza resultante sobre él es igual que mientras la bajada. VERDADERO. Es justamente lo que dije argumentando en el ítem anterior.
c)
Mientras el bloque sube, la fuerza resultante sobre él es menor que mientras la bajada. FALSO. ¿Hace falta que te lo repita?
d) El bloque podría subir a velocidad constante si la velocidad inicial fuese lo suficientemente alta. FALSO. Pará, pará... no puedo parar de la risa. Para que el bloque suba a velocidad constate debería aplicársele una fuerza adicional que compense, Px, la componente del peso no equilibrada.
e) La aceleración del bloque es de 10 m/s². FALSO. Para que ello ocurriese el plano debería estar inclinado 90 grados, pero en ese caso ya no estaría inclinado... estaría vertical.
f) La fuerza resultante sobre el bloque es mayor que su peso. FALSO. La resultante, como dijimos es Px, que, como ya viste decenas de veces, es igual a...
Px = P sen α
Como la función seno es siempre menor a 1, Px nunca puede ser mayor que el peso. Además, Px es una componente del peso... una componente nunca puede ser mayor que la fuerza que compone. |
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Mientras el bloque sube, la fuerza resultante sobre él es igual que mientras la bajada |
opción b) |
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Era una papa. |
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| *Este ejercicio formó parte del final de Biofísica tomado el 14 de diciembre de 2018. Para ver el examen completo haga click ACÁ. |
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| DESAFIO: Si hubiese rozamiento, ¿serían iguales las aceleraciones? |
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Se permite a tú su reproducción de ésto citando la fuente, o sea a yo. Última actualización ago-17. Buenos Aires, Argentina. |
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