NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
 

¡no me salen!

 

NMS d1.55* - Dos cuerpos A y B, cuyas masa cumplen la relación mB = 3 mA/2 cuelgan de los extremos de una soga ideal que pasa por una polea (también ideal) como se muestra en la figura. Inicialmente ambos cuerpos se encuentran en reposo y a la mitad de distancia respecto al techo. ¿Qué diferencia de altura separará a los centros de ambos cuerpos a los 2 segundos de partir?

  a) 1 m     b) 2 m     c) 4 m     d) 8 m     e) 10 m     f) 16 m

Este ejercicio de polea simple y dos cuerpos ya hay unos doscientos en esta colecció... éste no agrega muchas variantes, apenas un par de pequeñas dificultades. Como siempre, se arranca de los DCL de ambos cuerpos.

   

Acá lo tenés; sobre cada cuerpo actún sólo dos fuerzas: su porpio peso y la fuerza que hace la cuerda. Como el dato del enunciado es que mB = 1,5 mA representé más largo el peso de B, más corto el e A e intermedio T. Todos ellos detalles que no hacen a la resolución del ejercicio, pero ya que estaba...

Tal vez, un poco más importante es que el sistema acelerará como lo indiqué en la figura: el cuerpo A hacia arriba y el B hacia abajo. Utilizaré esos sentidos para escribir las ecuaciones de Newton. Y recordemos que -en módulo- la aceleración es la misma para ambos cuerpos ya que siendo la soga ideal, también es inextensible.

   

 

T PA = mA . a       [1]

PB — T = mB . a       [2]

Sumo miembro a miembro [1] y [2]

T PA + PB — T  = mA . a + mB . a

en el primer término se cancela T y justo acá recuerdo que P = m . g

— mA . g + mB . g = mA . a + mB . a

Saco factores comunes y despejo

a = g . (mB — mA) / (mB + mA)

Acá reemplazo la relación de masas: mB = 1,5 mA

a = g . (1,5 mA — mA) / (1,5 mA + mA)

a = g . 0,5 mA / 2,5 mA

a = 0,2 g

Acá termina la dinámica del ejercicio, pero nos queda un tramo de cinemática. El enunciado pregunta qué desnivel separará a los cuerpos a los 2 s de haber arrancado. Lo que avance uno hacia arriba el otro lo hará hacia abajo, de modo que calculemos un desplazamiento solo y lo multiplicamos por dos. Se trata de MRUV.

Δy = ½ a Δt²

Δy = 1 m/s² 4 s²

Δy = 4 m

Eso es lo que sube el cuerpo A y el B baja otro tanto, de modo que quedarán separados...

   
  ΔyAB(2s) = 8 m opción d)
   

Era una papa.

   
*Este ejercicio formó parte del final de Física tomado el 7 de diciembre de 2018. Para ver el examen completo haga click ACÁ.
   
DESAFIO: En ese instante, ¿a qué velocidad se alejará uno de otro?  
 
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